Podobné články
Největší mýty o nerezové oceli
Výběr vhodného materiálu těsnění pro nízké teploty
10.05. 2015by Admin E-konstruktérNízké provozní teploty mohou mít velmi nepříznivý vliv na hydraulická těsnění. Snižují jejich pružnost, smršťují je a zvyšují jejich tuhost a tvrdost. Tyto vlivy lze omezit výběrem vhodného materiálu, který splňuje kritické faktory: nizkoteplotní odolnost, tvrdost, teplotní smrštění a tvar těsnění.
Rozsah teplot v bílém poli značí oblast bezpečného použití materiálu min. po dobu 1000 hodin.
Červené oblasti značí teplotní rozsah použití za zvláštních podmínek po omezenou dobu.
ODOLNOST se pravděpodobně nejlépe měří pomocí TR-10 (ISO 2921) teploty. Zkouškou se zjistí teplota, při které materiál vykazuje tvarovou paměť nebo pružnost. Nicméně, velký vliv na pružnost materiálu těsnění má hydraulická kapalina.
Pokud materiál těsnění absorbuje hydraulickou kapalinu:
a zvětšuje svůj rozměr, bude fungovat jako plastifikátor a bude zvyšovat pružnost materiálu při nízkých teplotách.
a zmenšuje svůj rozměr, znamená to, že kapalina vyplavuje z materiálu změkčovadlo a snižuje jeho pružnost.
Zkušenosti ukazují, že většina termosetových elastomerů je použitelných, pro statický těsnění, do teplot o 10°C nižších než je teplota TR-10. Pro těsnění pohyblivých dílů je nutné dodržet min. pracovní teplotu na úrovni TR-10.
TVRDOST materiálu těsnění se zvyšuje s poklesem teploty.
Například NBR s tvrdostí 70 Shore A, při 20°C může ztvrdnout až na 85 Shore A při -30°C. Z toho důvodu se může stát, že těsnění bude správně těsnit při nízkých tlacích, i když při středních a vysokých tlacích ano. Měkčí těsnění, která dobře těsní při nízkých teplotách mají obvykle sníženou životnost při běžných a vyšších teplotách.
TEPLOTNÍ SMRŠTĚNÍ může být kritické pro nízkoteplotní těsnění, zejména pro těsnění dynamických pístů, kde je tlak na těsnění minimální. Hrubé pravidlo říká, že elastomery mají 10x větší teplotní roztažnost než ocel.
Teplotní roztažnost - smrštění se projevuje více na těsněních, která těsní vnějším obvodem než u těch, která těsní na vnitřním obvodu. Např. těsnění pístu se, s klesající teplotou, zmenšuje směrem od těsněné plochy a naopak těsnění pístnice se, s klesající teplotou, zmenšuje směrem k těsněné ploše.
TVAR TĚSNĚNÍ a tvar těsnící kontaktní plochy ovlivňuje opotřebení a tvorbu mazacího filmu. Mazací film na hřídeli umožňuje ideální mazání pohybového těsnění, např. pro těsnění pístnice, ale je také hlavní zdroje úniku kapaliny.
Tvorba mazacího filmu se snižuje s klesající teplotou vlivem snižující se viskozity kapaliny. Zkosený tvar těsnícího břitu může zabránit vzniku mazacího filmu tím, že působí velkou silou na hřídel a stírá ji do sucha. Větší síla působící na těsnění také zvyšuje opotřebení těsnění.
Pokud konstruktéři správně zváží všechny tyto faktory s potřebami jejich aplikace mohou využít materiálové vlastnosti těsnění ve svůj prospěch. To bude mít za výsledek těsnění s menšími úniky a vyšší životností.
zdroj: machinedesign.com