不可忽视的O型密封圈

作者:Hans-Jürgen Bittermann 文章来源:《流程工业》 发布时间:2015-10-23

在企业经济管理的ABC分类法中,O型密封圈属于C类——在采购人员的语言中就是低价格的、标准化的可以更换的产品。但当一个“低价值”的O型密封圈在流程设备的关键部位密封不严时,企业的认识就会发生变化。

小小的、常常被人们忽视的O型密封圈保证了生产的无故障运行。如要在这里节约支出,很快就会付出高昂的代价

每年因O型密封圈失效带来的直接和间接经济损失高达百万欧元,其中包括设备停机、产品招回和环境污染等带来的损失。比直接损失更糟糕的是供应商形象受损。Richter O型密封圈检测实验室的Berhard Richter先生非常认同这个观点。在设计时就避免O型密封圈出错是最好的办法吗?我们可以通过总结失败中的教训来回答这一问题。Richter先生从500多起O形圈失效分析中对“最常见的错误”做了如下定义:O型圈密封槽结构设计不良占20.1%,装配不良占9.5%,O形圈材料或者排放错误占8.8%,由化学介质侵蚀造成的O形圈失效占8.3%,短时间高温作用带来的失效占7.1%。

检测实验室的专家坚信这些失误中的大部分都可以通过正确的设计以及正确的选择材料和供应商来避免。同时,研究表明,所投入的资金和费用与可能发生的事故损失金额相比根本不成比例。“流程设备运营商同样也应注意到O型密封圈的材料配方,例如是EPDM三元乙丙合成橡胶还是NBR丁腈橡胶。很高的聚合物含量证明了好的质量。”Richter先生说。他的经验告诉人们,精密的O型圈应由专家来订购。

特殊温度环境中的应用

据COG公司介绍,Perlast IEC G75LT和Perlast IEC G90LT高氟弹性体密封材料是特殊温度环境中使用的O型密封圈材料。这种高科技材料可以在高温和低温环境中使用,同时也有着很强的抗化学腐蚀性能。它们可以在石油和天然气工业领域中使用,也可以在化工、食品、生物试剂以及航空航天等领域中使用。普通的高氟弹性体密封材料允许的最低工作温度只有-15℃,对于特殊工况这一最低工作温度是不适用的。由于对新的Perlast ICE Compounds高氟弹性体密封材料的分子结构进行了改进,因此该材料在低温环境下具有良好的密封性能,允许的最低工作温度为-46℃,在较高的压力下甚至可以在-80℃的环境下工作。

气相沉淀技术中的密封件

Angst+Pfister公司的Kalrez PV9100型O型密封圈采用的弹性体材料是专门为薄膜技术领域的腐蚀和沉积分离过程应用而研发的。这种材料制成的O型密封圈在化学气相沉积法PECVD和物理气相沉积法PVD中有着突出的密封性能。据生产企业介绍,PV 9100是针对那些除了有很高的纯度要求而且在恶劣的等离子环境中有着很小量颗粒分离的应用而设计的。密封件长期工作时允许的产品最高温度为300℃,从而也决定了弹性范围的上限。O型密封圈和密封条也可以用这种质量的材料来制造,包括了用户特殊设计的成型密封件。

多种多样的材料

Elring Klinger公司研发生产的O型密封圈有多种多样的材料,例如ACM(聚丙烯酸脂橡胶)、EPDM(三元乙丙橡胶)、FPM(氟橡胶)、HNBR(氢化丁腈橡胶)、NBR(丁腈橡胶)和VMQ(硅橡胶)。Späh公司专门从事塑料和弹性体制造。主要加工的材料有PA、PE、PEEK、POM、PTFE以及PUR(聚氨酯和高性能聚氨酯)。性能强大的生产加工设备,包括可以完成所有加工工序的CNC数控加工设备,保证了Späh公司可以经济地完成批量数为1件的单件密封圈、支承环、螺旋环和O型密封圈以及其他特型密封件的生产制造。

一般情况下,弹性体材料是由多种成分组成的。其中的低分子有机化合物可以被合适的溶剂所溶解,甚至可以被水溶解。这种溶出效应在软化水中表现的更加突出。针对这种情况, Sealing技术公司研发生产的70 EPDM 291材料是软化水设备最可靠的密封材料。

70 EPDM 291弹性体复合材料不仅与水接触时有着很好的抗溶出性能而且与软化水接触时仍然有着很好的抗溶出性能。利用70 EPDM 291材料制造的控制阀和仪表阀门用的O型密封圈、特种O型密封圈或密封件能够在最高温度180℃的水中、160℃的软化水中和150℃的空气中可靠地完成密封任务。这种材料通过了多种检验认证,包括严格的FDA认证,以及在食品和药品领域应用的认证。

图片来源:ParkerPrädifa

由Parker公司开发的RFID射频识别技术开启了密封件管理的新途径

在网络中计算O型密封圈的几何尺寸

利用Trelleborg Sealing Solutions公司开发的O型密封圈在线计算工具,工程师已经可以在互联网上计算O型密封圈的几何尺寸,并可按照O型密封圈的3601国际标准设计密封槽的几何结构。在简单的输入了特性参数后,软件就可以推荐O型密封圈尺寸数据、密封槽形状和所属的零件明细。现在,该公司的员工对这一工具又进行了改进和完善。最重要的新增内容是总压缩力计算。另外,还增加了对静态和动态应用的选择,改进了存储选项。

负责O型密封圈生产的生产经理Simone Frick女士说道:“总压缩力的计算是全新的新增内容。它使研发设计工程师能够通过O型密封圈的支持件受到的压应力,更准确地估计弹性体的压缩情况,从而避免密封系统零部件的损伤。”

图片来源:TrelleborgSealingSolutions

Trelleborg Sealing Solutions公司利用Zurcon Z13材料制造的新型Glyd Ring活塞密封圈在HFC液压系统密封中有着非常突出的性能

带RFID射频芯片的O型密封圈

Parker-Prädifa公司生产的O型密封件可以带有RFID射频芯片。RFID射频技术允许无接触的读取RFID无线射频信号发射器中存储的数据和信息。Parker公司使用的RFID射频信号发射器无需电力感应就可以让RFID识别仪器读取其中的数据和信息。这种RFID射频芯片的大小在1 mm ,因此可以毫无问题的集成在密封解决方案中,例如在线厚度3.5 mm以上的O型密封圈中。

在专门开发的特殊生产工序中,RFID射频芯片被植入到O型密封圈内。RFID射频发射器的位置可以准确的定位控制,保证位于O型密封圈横截面的中央。

RFID射频识别技术能够应用到所有的常规密封材料中。在安装了射频芯片后,弹性体密封材料的性能,例如永久压缩变形或者与被密封介质之间的相互关系都保持不变,并通过了实验室检验的确认。

RFID射频芯片可以通过用户专用的编程工具编写程序,并在几米远的距离处读取。为与其他带有RFID射频发射器的O型密封圈清楚的相互区别,每一个RFID射频芯片都有自己唯一的识别号。这些识别号可以被读出并经基于互联网技术的Parker跟踪系统PTS的具体信息相互链接。

密封件技术服务合作伙伴

若要按照规定的时间间隔对密封件和密封系统进行检查、调整,例如把所有的设备附件都转换成符合TA-Luft空气卫生技术标准的附件时,可移动服务的技术服务商Eagle Burgmann公司是您最好的选择。

客户只要在合同中写明要求就可以了, Burgmann公司的技术服务专家可以在“移动车间”维修车中准备好所有的一切——满足客户要求的密封件、配件和备件以及所需的工具。

在出现意外故障或者时间紧急的情况下,COG公司可以为客户提供快递送货上门服务。这种特殊服务能够保证用户解决突然出现的棘手问题。这样,用户仓库中没有的高精度O型密封圈会在五、六个工作日内送到。

公司的仓库中始终存有十种快递服务中最常用的密封件材料,包括FKM、FVMQ、VMQ、NBR和EPDM化合物。其他种类的密封件材料,只要仓库中存有这种材料就可以按照客户的合同生产,并及时送到客户手中。

O型密封圈是最常用的密封件,几乎在所有的工业领域中都可以看到它的身影。但很多情况下人们给予它的关注太少了,一旦O型密封圈提前受损,带来的将会是代价高昂的损失,因此在任何情况下征求专家们的意见是非常重要的。

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