橡膠密封件廣泛地應(yīng)用于各行各業(yè)。橡膠密封件一旦失效，輕則使密封設(shè)備不能正常工作、造成經(jīng)濟(jì)損失；重則會(huì)造成人身傷亡事故，如由于挑戰(zhàn)者號(hào)航天飛機(jī)右側(cè)固體火箭助推器的O型密封圈失效。橡膠密封件的失效分析不僅可以幫助找出問題所在便于以后采取相應(yīng)的預(yù)防措施，還可幫助客戶和密封件生產(chǎn)商改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)，取得雙贏。
橡膠密封件四大失效原因
常見的橡膠密封件失效原因主要有四種：橡膠密封件設(shè)計(jì)錯(cuò)誤、橡膠密封件選材錯(cuò)誤、橡膠密封件質(zhì)量問題和橡膠密封件使用不當(dāng)。
1、橡膠密封件選材錯(cuò)誤
常用的橡膠密封材料有三元乙丙橡膠(EPDM)、丁腈橡膠(NBR)、硅橡膠(VMQ)、氟橡膠(FKM或者FPM)和氯丁橡膠(CR)等。這些橡膠密封材料的特性各不相同，應(yīng)用也不同。選擇橡膠密封材料要從多方面考慮，比如橡膠密封材料使用溫度、橡膠密封材料是否耐受介質(zhì)、橡膠密封材料的硬度、橡膠密封材料壓縮永久變形和耐磨性等各種因素。
橡膠密封件選材錯(cuò)誤常常是因?yàn)橄鹉z密封件設(shè)計(jì)人員對(duì)各種橡膠密封材料的性能不熟悉。一個(gè)經(jīng)驗(yàn)豐富的橡膠密封件供應(yīng)商能一開始就指出選材的問題。有時(shí)橡膠密封件的使用環(huán)境比較復(fù)雜，或者是一個(gè)全新的橡膠密封件設(shè)計(jì)，選擇合適的橡膠密封材料就不是件非常容易的事了。除了仔細(xì)甄別各種影響因素外，還需要進(jìn)行功能測(cè)試。
2、橡膠密封件設(shè)計(jì)錯(cuò)誤
橡膠密封件設(shè)計(jì)錯(cuò)誤通常是由于設(shè)計(jì)人員對(duì)橡膠密封件產(chǎn)品認(rèn)識(shí)不足造成的。比如對(duì)橡膠密封件承受的壓力估計(jì)不足、對(duì)密封面上接觸應(yīng)力分布的認(rèn)識(shí)有誤、安放橡膠密封件的溝槽設(shè)計(jì)不合理等。
有限元分析(FEA)常常被用來輔助橡膠密封件的設(shè)計(jì)和失效分析。曾做過一個(gè)橡膠密封件，該橡膠密封件以塑料為主體，局部包上橡膠。當(dāng)在檢測(cè)橡膠密封件零件的過程中發(fā)現(xiàn)，塑料部分在測(cè)試時(shí)容易破裂，從而得出結(jié)論是：橡膠密封件塑料件在二次成型時(shí)(即將橡膠包覆在塑料件上)被損壞了。橡膠密封件塑料件都是在一個(gè)地方破裂的。通過有限元分析，我們發(fā)現(xiàn)，橡膠密封件塑料件的破損部位實(shí)際上是橡膠密封件受到最大應(yīng)力的地方，橡膠密封件此處應(yīng)力已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過塑料所能承受的。
如果橡膠密封件在設(shè)計(jì)的時(shí)候客戶就用有限元方法分析過該橡膠密封件產(chǎn)品，不但可以避免類似的錯(cuò)誤，還可以節(jié)省其時(shí)間和金錢。當(dāng)然，想要成功的分析預(yù)測(cè)橡膠密封件的性能，不但要有合適的有限元分析軟件，還要有豐富的材料經(jīng)驗(yàn)、建模經(jīng)驗(yàn)和長(zhǎng)期的數(shù)據(jù)積累。
3、橡膠密封件使用不當(dāng)
一個(gè)好橡膠密封件，如果使用不當(dāng)，也會(huì)造成整個(gè)橡膠密封件產(chǎn)品失效，比如潤(rùn)滑油使用錯(cuò)誤。
某些客戶反饋說O型圈零件的尺寸與要求差異很大。當(dāng)我們分析樣品時(shí)才發(fā)現(xiàn)，客戶用錯(cuò)了潤(rùn)滑油。該O型圈是由三元乙丙橡膠制成，材料本身不耐礦物油類的潤(rùn)滑油。客戶涂上這種潤(rùn)滑油，會(huì)造成產(chǎn)品體積溶脹。改用硅油就沒有問題了。
另外一類常見的問題為橡膠密封件安裝錯(cuò)誤。比如在O型圈裝配過程中產(chǎn)生了扭曲；由于安裝不當(dāng)而造成橡膠密封件受壓不均勻；橡膠密封件的潤(rùn)滑不夠等失誤。如果這些失誤是由橡膠密封件的生產(chǎn)廠家造成的，那么這屬于生產(chǎn)質(zhì)量所控制的范圍之內(nèi)。如果由定貨方或者第三方造成，那么就屬與橡膠密封件使用不當(dāng)了。
4、橡膠密封件質(zhì)量
橡膠密封件的生產(chǎn)質(zhì)量與最終產(chǎn)品的可靠性密切相關(guān)。橡膠密封件常見的問題有：原材料質(zhì)量不穩(wěn)定、橡膠混煉時(shí)投錯(cuò)原料、原料或者混煉膠儲(chǔ)存不當(dāng)(交叉污染)、膠料混煉不均勻、硫化條件(溫度、時(shí)間、壓力等)不妥、橡膠密封件產(chǎn)品保存不當(dāng)、模具使用不當(dāng)?shù)?。這些問題往往涉及到生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制。定貨方在選擇橡膠密封件生產(chǎn)廠時(shí)，應(yīng)該經(jīng)過多次考察、調(diào)研并進(jìn)行產(chǎn)品測(cè)試。在供貨的過程中，還可要求橡膠密封件的生產(chǎn)企業(yè)提供真實(shí)、準(zhǔn)確的檢驗(yàn)報(bào)告。
