Ind l’industria de la produzion, i injegner responsabei de la sigilladura inn tipegament i member plussee esigents de un team de projet.
Quand la machina la funziuna nurmalment, nissun pensa a ti; ma quand che l’attressament sviluppa di perdite (de aqua, oli o gas) in del sit del client, la prima persòna responsabil l’è senza döbe l’ingegner de sigillament.
L’ingegner strütüral esamina prima i dimensiun de la fossa, cunfermand che sun disegnà cun precisiun segond i specifich de toleranza. El dipartiment IQC verifich pœu el raport de fabrica, verificand che i prudot furnii di principai produtur sudisfan tüt i standard dumandà. A la fin, la respunsabilità del analìs del guast l’è propri del ingegner de sigillament.
G’he stà cavà l’anell O-difetoso; la sò superfiss l’era minga dannegià, senza crepi o segn de corrosion chimich. L'unica modifica ‘l é staita qe ‘l é stait apiatid e ‘l podeva minga vesser restaurad a la sœ forma originaria.
En chesta fase, cuncentrass sultant süi valur de la resistenza a la traziun e de la dureza de Shore elencà en i specifich del material del furnidur pœu minga identificar la causa real del guast.
In del regn di materiai polimerich sigillà, la prestaziun de sigillament a luungh termin l’è despess determinada minga de la dureza del materiai o de la resistenza a la traziun, ma de un parameter despess sottavalutà: insema de cumpresiun (CS).
Esplorem chestu parameter en prufondità de tri pruspetif.
0 1
Sigillaziun – cosa l’è esatament che l’è sigillada?
Prima de parlà de la deformaziun permanent a cumpresiun, l’è fundamental curègg un malinteso mecanich comun: la sigilladura se funda minga sul “bluch” ma sul “support”.
imajin
Quand se mett un anel O en silicone in de la ranura de metal e se strècc la flanga, el silicone l’è cumprèss (de solet en un raport del 15%-30%).
El silicon l’è un materiai elastegh. Quand qe inn compresse, i so cadene molecolar inn destorte cond la forza, e i jeneren una forta forza de rimbalz (tension de contat) qe la cerca de tornar a’l so stat orijinal.
Chesta forza de rimbalz se oppon fermament al mür de metal; teoricament, fintant che süpera la presiun del fluid interno, el medium perd minga del tut.
Donca, l’essenza de la sigilladura l’è in de la furnidüra cuntinua de forza elastica da part di caden molecùlari de silicon sotta cumpresiun, cunsentend a luur de aderir fermament ai superfis metallich.
0 2
Cossa causa el guast del sigill?
Cuma la sigilladura se funda sü la forza de restaur, cossa suced se chesta forza scumpare?
Che l’è la deformaziun permanent a cumpresiun?
G’hem apiattì el gel de silicone del 25%, g’hem cut in del forn a 120 grad per 70 our, dopu g’hem cavà via e g’hem lassà rafredar e turnà a la sò furma uriginal.
Se pœu restaurar cumpletament el sò spessur uriginal, CS=0% (un elastomer parfet che esist no en realtà).
Se se apiatiss cumpletament e se recupera minga, CS=100% (indicand che l’è diventà plastica rigida).
Perqè i cadene molecolar pœden miga "tornar al so stat orijinal" ? El prublema l’è a livel microscopich:
Livel fisich - Rilassament del stress e riorganizaziun de la segmentaziun de la cadena
El silicon l’è furmà del blocagg de luungh caden molecùlari. Quand che l’è sottapost a una cumpresiun luunga a volt temperadür,
Reduss el sò stress interno travers del scorrement gradual e de la riorganizaziun.
L’è cuma premer una palla de fil spugnosa in del fund de una scatula per un an-quand la tira fœura, l’è giamò adatada a la sò furma schiacciada e la pœu minga recuperà la sò spugnosa uriginal.
Chestu “cumprumess” fisich mena a un declin gradual de la forza de rimbalz.
Nivell chimich - Rotüra e riorganizaziun di ligam de ligam incrocià
Chestu l’è l’aspet püsee critich. L'elastecitaa del silicon la se basa sui ligam de collegament incroxiad intra i cadene molecolar (comè i ligam de solfer).
Sota temperadure volte e compression prolongada, i ligam incroxiads orijinai se rompen, cont el resultad de perdita de la forza de trazion elastega.
Plussee critegament, i radegai liber jenerads de la fratura i formarann nœv ligam incroxiads in condizion compresse del material, col blocar efetivament i cadene molecolar ind un "stat piat." Anca dop qe la forza esterna l’è removuda, qei nœv ligam qimeg qì impedissen al material de tornar a la soa configurazion orijinala.
Scivolament fisich + ricombinaziun chimich=deformaziun permanent a cumpresiun.
Un valur CS püsee volt el crea un gel de silicone püsee piatt e un stress de cuntatt püsee debul. A la fin, quand la forza de rimbalz diventa insufisent rispett a la pressiun del fluid, se verifica una perdita.
0 3
Comè qe quest al dovaria vesser afrontad de una prospetiva injegnerega ?
Adess qe comprendom i mecanism sotastant, comè podom evitar qell ris’c qì quand qe projetem i sigill e selezionom i materiai?
1. Quand se interpretan i dati CS, ciarir semper i cundiziun de test.
La tabela di proprietà fisich furnida del furnidur dis despess “deformaziun permanent sotta cumpresiun: 25%”.Però, a che temperadüra, sotta che raport de cumpresiun e per quant temp sun stà fatt chesti misuraziun?
Se el valur CS l’è mesurà al 25% a 100 grad, pœu cress a püsee del 50% en cundiziun de funziunament real de 150 grad a causa del invegiament termich e ossidatif acelerà.
El requisit fundamental l’è che quand se valuta el valur CS, la temperadüra del test la g’ha minga de vèss inferiur a la temperadüra massima de funziunament del prudut e la durada del test la g’ha de vèss almen 70 o 168 o. Sultant qei dats qì pœden servir comè un riferiment valid per la selezion.
2. Cuncentrate sul sistèm de collegament incrocià piutost che aumentar a la cieca la dureza
Se el valur CS sudisfa minga i requisit, cerca no de cumpensà aumentand la dureza del gel de silicon-la dureza la pœu no invertir la deformaziun permanent. Inveci, l’intervent g’ha de vèss dirett al sistèm chimich de ligam incrocià del material.
Prendend el NBR o l'EPDM comè esempi : i sistema tradizionai de vulcanizazion del solfer formen ligam de solfer cont bassa enerjia de ligam, qe inn propens a la rotura e a la reformazion a volte temperadure, cont el resultad de valor CS scadents.
Cont l'adozion de un sistema de vulcanizazion a perossid, se forman ligam singoi de carboni, qe mostren una volta enerjia de ligam e inn resistents a la scissiun e a la recombinazion sota compression a volta temperadura, e reduxend insì signifegadivament la deformazion de compression permanenta.
El compromess l’è una diminuziun de la resistenza ai lacrim di materiai vulcanizà a perossid. Chestu rapresenta un tipich equilibri intra el raggiungiment de la “minga--strapabilità” e el manteniment di “proprietà de rimbalz”.
3. Cumpensà l’atenuaziun del material CS travers de la prugetaziun strütüral
Se el valur CS del material l’è stà otimizà al sò limit fisich (par esempi, 30%), cuma pœden garantir una prestaziun de sigillament cuntinuada en un üs a luungh termin?
Cuma savèm che perd una certa resilienza, duvariam incorpurar chesta perdita in del indennità de cumpresiun quand prugetan i dimensiun de la ranura.
Però, el raport de cumpresiun pœu no vèss aumentà indefinitament. Quand el tass de cumpresiun l’è trop volt (supera el 40%), el stress intern denter del polimer aumenta espunenzialment, purtand a una fratüra mecanich prematüra di caden molecùlari e donca acelerand el deteriorament del CS.
L’aproç plussee eficent l’è per i injegner struturai e i injegner dei materiai de derivar insema una toleranza ai scanaladure basada su la curva de rilassament de la tension -qella qe la compromet miga l’integritaa del silicon e la falla miga a mantegnir un raport de pression de tenuta suficent dop des agn.
Crear un focall significa esenzialment diventar un amis e un nemìs del temp.
Un vero ingegner de sigillament se cuncentra no sultant sul garantir una sigilladura a prova d’aqua in del mument del cumpletament del muntagg.
La luur preocupaziun l’è se, dopu tri, ciinch o anca dès an-sotta esposiziun ripetüda a volt temperadür e a presiun intensa-la cadena molecùlar la resta ancamò tacada a la superfiss metallich.
Se g’he un sigill che seguta a perder tanti volt ma pœu minga identificar la causa, o se truva confus i tabel di proprietà del furnidur-senza liber de cuntattà el noster ingegner de vendita cunt i vòster disegn e i campiun fallì.