¿Qué problemas causará un anillo de sellado excesivamente blando?

Un anillo de sellado excesivamente blando puede provocar fallos de sellado, daños en el equipo, una vida útil más corta y mayores costes de mantenimiento. Estos problemas son especialmente graves en condiciones de trabajo especiales, de alta presión o alta velocidad. A continuación, se presenta un análisis detallado:

I. Problema central de la baja dureza de los anillos de sellado

Falla en el rendimiento del sellado

Mayor riesgo de fugas: una dureza insuficiente produce una fuerza de rebote débil del anillo de sellado después de la compresión, incapaz de llenar eficazmente el espacio entre las superficies de sellado (como ranuras, áreas de acoplamiento de orificios del eje), especialmente propenso a fugas medias (como aceite hidráulico, gas) en condiciones de sellado dinámico o de alta presión.

Baja resistencia a la extrusión: en condiciones de alta presión, los anillos de sellado de baja dureza pueden comprimirse en el espacio de sellado (por ejemplo, entre el pistón y el cilindro), lo que produce "daños por corte" y daños en la superficie de sellado.

Adherencia a baja temperatura: En entornos de baja temperatura, el caucho de baja dureza puede adherirse a las piezas de acoplamiento debido al aumento de la viscoelasticidad, lo que provoca desgarros (como en el sellado de equipos de refrigeración).

Desgaste y daños del equipo

Desgaste de los componentes: cuando la dureza del anillo de sellado es menor que la del componente acoplado (como un eje de metal), el material del anillo de sellado es propenso a desgastarse durante la fricción dinámica, lo que genera contaminación de partículas del sistema (como contaminación de aceite en el sistema hidráulico).

Desgarro automático del anillo de sellado: en sellos alternativos o giratorios, el anillo de sellado de baja dureza puede causar concentración de tensión debido a una deformación excesiva, lo que lleva a la propagación de grietas (como "falla del tornillo" de una junta tórica en un eje giratorio de alta presión).

Daños durante la instalación: La compresión o distorsión excesiva del anillo de sellado de baja dureza durante el montaje puede provocar una deformación permanente o daño estructural (como la brida de un sello de labio).

Vida útil más corta y mayores costos de mantenimiento

Envejecimiento acelerado: Los anillos de sellado de baja dureza generalmente contienen más plastificantes, que son propensos a precipitarse y endurecerse bajo la acción prolongada de medios químicos o de alta temperatura, lo que conduce a una rápida atenuación del rendimiento del sellado.

Reemplazo frecuente: Las fallas de sellado debido a fugas o desgaste requieren paradas frecuentes para reemplazar el anillo de sellado, lo que aumenta el tiempo y los costos de mantenimiento (como el sellado en tuberías químicas).

Daños asociados al equipo: La falla del sellado puede causar fugas de medio, corrosión de los componentes circundantes o contaminación de los productos (como problemas de higiene causados ​​por fallas del sellado en equipos de procesamiento de alimentos).

II. Causas comunes de baja dureza

Error de selección de material

Selección incorrecta de caucho de baja dureza (como caucho natural NR con dureza entre 40 y 60 Shore A) o adición excesiva de plastificantes (como ésteres de ftalato), lo que da como resultado un módulo elástico del material demasiado bajo.

No tener en cuenta las condiciones de trabajo: por ejemplo, utilizar caucho de nitrilo común (NBR) en lugar de modelos de alta dureza (como HNBR con dureza de 90 Shore A) en sistemas hidráulicos de alta presión.

Defectos del proceso de sulfuración

Una sulfuración insuficiente (durante poco tiempo o a baja temperatura) produce una baja densidad de reticulación del caucho y requisitos de dureza no satisfechos.

Desviación en la dosificación del agente sulfurante o acelerador, lo que provoca una dureza desigual (por ejemplo, la dureza de la superficie de una junta tórica es menor que la del interior).

Problemas de postratamiento y almacenamiento

Post-sulfurización (como la sulfuración secundaria del caucho fluorado) con temperatura o tiempo insuficientes sin alcanzar la dureza objetivo.

El entorno de almacenamiento a alta temperatura y alta humedad hace que el caucho absorba humedad o migre plastificantes, lo que resulta en una reducción de la dureza (por ejemplo, el caucho de flúor se vuelve blando después de un almacenamiento a largo plazo).

III. Soluciones y sugerencias de optimización

Ajuste de material y formulación

Aumentar la dureza: utilizar caucho de alta dureza (como caucho fluorado FPM con una dureza que varía entre 75 y 90 Shore A) o reducir la cantidad de plastificantes (es necesario evaluar el rendimiento a baja temperatura).

Materiales compuestos: utilice estructuras compuestas de caucho y metal (como anillos de sellado de almacenamiento de energía de resorte) o recubrimientos de superficie (como politetrafluoroetileno PTFE) para mejorar la resistencia a la extrusión.

Diseño de autocompensación: seleccione estructuras que puedan ajustar automáticamente la fuerza de sellado a través de la presión media (como el resorte de preajuste de un sello de labio).

Optimización de procesos

Control de sulfuración: Determine la curva de sulfuración óptima a través de la prueba de viscosidad del índice de fusión, monitoree la densidad de reticulación con espectroscopia infrarroja para garantizar una dureza uniforme.

Mejora post-tratamiento: Realizar una sulfuración secundaria suficiente (como 230 °C × 16 horas) para caucho fluorado y otros materiales para eliminar la tensión interna y estabilizar la dureza.

Manejo del almacenamiento: Los anillos de sellado deben almacenarse en un ambiente seco y fresco (temperatura < 25 ° C, humedad < 60%), evitando el contacto con solventes y aceites.

Diseño estructural y de tamaño Aumente el tamaño de la sección transversal: si el espacio lo permite, aumente el diámetro o el grosor del anillo de sellado para mejorar la resistencia a la extrusión (por ejemplo, cambie la junta tórica de Φ 3 mm a Φ 5 mm).

Optimice el diseño de la ranura: adopte estructuras antiextrusión (como anillos de retención, ranuras trapezoidales) o reduzca el espacio de sellado (como el espacio de acoplamiento del cilindro hidráulico ≤ 0,1 mm).

Mejora del sellado dinámico: para el sellado del eje rotacional, reemplácelo con un sello combinado (como sello de labio + tapa antipolvo) o un sello de fluido magnético.

Adaptación de las condiciones de funcionamiento

Gestión de la presión: para condiciones de alta presión, seleccione anillos de sellado resistentes a la presión (como anillos en forma de media luna) o agregue anillos de soporte (como anillos de retención de PTFE).

Control de temperatura: para condiciones de alta temperatura, utilice caucho resistente al calor (como caucho fluorado FFKM); para condiciones de baja temperatura, utilice caucho de baja temperatura (como caucho de silicona).

Compatibilidad con medios: seleccione materiales resistentes a la corrosión según el tipo de líquido/gas (como caucho de etileno propileno EPDM para medios alcalinos).

IV. Referencias de casos

Fallo del sello del cilindro hidráulico: La junta tórica original de NBR (dureza 65 Shore A) del cilindro hidráulico de cierta maquinaria de construcción se extruía y dañaba con frecuencia bajo alta presión (35 MPa). Tras reemplazarla por una combinación de anillo de retención de HNBR y PTFE, su vida útil se multiplicó por cinco.

Junta del compresor de aire acondicionado automotriz: El anillo de sellado original de caucho de silicona (dureza 40 Shore A) se adhirió y presentó fugas a baja temperatura (-40 °C ). Tras reemplazarlo por caucho fluorado (dureza 75 Shore A), el rendimiento a baja temperatura mejoró significativamente.

Sellado de tubería química: El anillo de sellado de una tubería ácido-base se corroyó y ablandó debido a una dureza insuficiente (50 Shore A). Tras reemplazarlo por un anillo de sellado de caucho recubierto de PTFE, mejoró la resistencia a la corrosión.

V. Verificación y pruebas

Prueba de dureza: inspeccione periódicamente con un probador de dureza Shore para asegurarse de que la dureza cumpla con el estándar (por ejemplo, las juntas tóricas generalmente tienen entre 60 y 90 Shore A).

Prueba de rendimiento: Realice pruebas de alta presión, alta velocidad y temperatura media (como la prueba estándar ASTM D1414 para el rendimiento de la junta tórica).

Evaluación de vida: predecir la vida útil del anillo de sellado a través de pruebas de envejecimiento acelerado (como ciclos de alta temperatura y alta presión) para optimizar el ciclo de mantenimiento.

A través de la optimización integral de materiales, procesos y diseño, se puede resolver de manera efectiva el problema de la baja dureza del anillo de sellado, equilibrando el rendimiento del sellado, la resistencia al desgaste y la adaptabilidad a las condiciones de operación, reduciendo la tasa de fallas del equipo y los costos de mantenimiento.

¡SELLOS FOREVER! Fabricante de sellos. Aceptamos sellos personalizados, desde el diseño hasta la investigación y el desarrollo, desde la producción hasta las pruebas. Ofrecemos una gama completa de servicios. Para más información, contacte directamente con SELLOS FOREVER. ¡Los expertos de productos de SELLOS FOREVER están aquí para ayudarle! WhatsApp: +86-18098184099 ; WeChat: +86-13049188460 ; Correo electrónico:sales@foreverseals.com .