الحشيات والحلقات الدائرية هي تلك الأختام الميكانيكية المألوفة الموضوعة بين ركائز منفصلة لمنع التسرب عند توصيل الركائز. قد تكون الأختام ذات درجة الحرارة المرتفعة أكثر شهرة من الأختام ذات درجة الحرارة المنخفضة، ولكن في كلتا الحالتين، يجب أن يلبي مانع التسرب متطلبات المواد لتحمل درجات الحرارة القصوى، والضغط الهائل، والتآكل المستمر. لذلك، من المهم معرفة كيفية تأثير درجة الحرارة على الحشيات والحلقات الدائرية والأنواع الأخرى من موانع التسرب للتأكد من أن تطبيقها قوي بما يكفي للعمل على النحو المنشود في مجموعة متنوعة من البيئات.
التطبيقات والمواد المستخدمة في المواد المانعة للتسرب ذات درجة الحرارة العالية
من المؤكد أن الخواص الميكانيكية للحشيات والحلقات الدائرية يتم تحديدها من خلال تطبيقها. غالبًا ما يرتبط استخدامها بمحركات لصناعات مثلالسيارات,الفضاء الجوي,البحرية والزراعية ، ولكن المواد المانعة للتسرب موجودة أيضًا في الآلات المستخدمة في المصانع والمصانع ومراكز التصنيع. في جميع الاحتمالات، في أي مكان يعمل فيه المحرك أو الآلة، يتم إغلاقه بمادة مانعة للتسرب ذات درجة حرارة منخفضة أو عالية والتي يجب أن تتمتع بالخصائص الميكانيكية اللازمة لأداء فعال في البيئات القاسية.
مواد الأختام مشتقة من المطاط، أو بشكل أكثر دقة، اللدائن، وهو بوليمر مرن صناعي. يمكن معالجة البوليمر لتعزيز الخواص الميكانيكية الخاصة بأدائه. قد تشمل الخواص الميكانيكية الحاجة إلى المرونة، والامتصاص، وقوة الشد، ومقاومة التمزق، والبيئات المسببة للتآكل، أو القدرة على تحمل الحرارة الشديدة أو البرودة. على سبيل المثال، يمكن تصميم مادة مرنة لحلقة دائرية ذات درجة حرارة عالية لتعمل في تطبيق يتعرض للتآكل والحرارة الشديدة، أو مصممة لتطبيق بدرجة حرارة منخفضة ومقاومة للتمزق. وفي كل حالة، يجب على المهندسين معرفة كيف ستستجيب الخواص الميكانيكية للختم لقوة رد الفعل، أي درجة الحرارة وكيف ستؤثر على الختم من أجل ضمان سلامة المكون.
كيف تؤثر درجات الحرارة العالية والمنخفضة على الأختام؟
كل مادة لها حد درجة حرارة مرتفع أو منخفض، وبمجرد الوصول إليه، ستفشل المادة. محكومًا بمعامل التمدد الحراري (CTE)، يحدث انكماش المادة أو تمددها عندما تبرد المادة أو تسخن. الإجهادات التي تحدث عند درجات حرارة منخفضة قد لا تحدث عند درجات حرارة أعلى والعكس صحيح. لمنع الفشل، يجب أن تحتوي الحشيات والحلقات الدائرية وغيرها من مواد الختم المرنة على مركبات محددة تضاف للتأكد من أن خواصها الميكانيكية يمكنها تحمل درجة الحرارة اللازمة. من المهم معرفة حد درجة حرارة الختم قبل التطبيق لتجنب فشل المكونات.
أختام درجات الحرارة المنخفضة
تعتبر تطبيقات درجات الحرارة المنخفضة للأختام أمرًا بالغ الأهمية لعدد من الصناعات.صيدلانية، طبية, يعتمد الطيران والبتروكيماويات والنفط والغاز والأغذية ومنتجات الألبان جميعها على المواد المانعة للتسرب التي يجب أن تعمل في بيئات منخفضة الحرارة. عندما يصل الختم إلى حد درجة الحرارة المنخفضة فإنه سوف يتصلب، ويصبح أكثر صلابة، ويبدأ في فقدان خصائصه المرنة ومرونته، والتشقق. مع انخفاض درجة الحرارة، سيخضع في مرحلة ما لمرحلة التحول الزجاجي ويصبح زجاجيًا وهشًا. في حالة حدوث حالة التزجج، على الرغم من وجود بعض المرونة، فلن يعمل الختم بعد ذلك. بمجرد تشكيل مسار التسرب في الختم، حتى بعد عودة درجات الحرارة إلى الوضع "الطبيعي"، سيظل مسار التسرب قائمًا.
الأختام ذات درجة الحرارة العالية
تتطلب تطبيقات درجات الحرارة العالية للأختام، كما هو الحال في المحركات، أيضًا المادة المناسبة لمنع التسرب والفشل. سوف تؤدي الظروف البيئية أو الحرارة المفرطة والشديدة إلى تدهور المواد المرنة تدريجيًا وسيتدهور مستوى الأداء. الحقيقة هي أن قدرة المطاط الصناعي على مقاومة التدهور الحراري تلعب دورًا مهمًا في قدرته على العمل بفعالية كختم مع مرور الوقت. لضمان الاستقرار الحراري، يجب اختبار المواد المختارة لتطبيق مادة مانعة للتسرب عند درجة حرارة عالية من خلال الشيخوخة الحرارية.
من الواضح أن مهندسي التصميم يدركون جيدًا أن تقلبات درجات الحرارة يمكن أن تغير الخواص الميكانيكية لللدائن. في السوق اليوم، يتم اختبار اللدائن لتلبية متطلبات أداء درجة الحرارة. تم تصميم الحشيات والحلقات الدائرية والأختام الأخرى لبيئات عمل محددة. ومع ذلك، تقع على عاتق المستهلك مسؤولية معرفة أو إدراك أنه ليس فقط "أي" مادة مطاطية ستكون كافية كمادة مانعة للتسرب. لتجنب المضاعفات والتسرب في تطبيقات الختم، ولكي يعمل الختم المطاطي الخاص بك بأقصى إمكاناته،التشاور مع البائع الخاص بكودعهم يرشدونك خلال هذه العملية.
وقت النشر: 17 ديسمبر 2019