Машиностроительные уплотнения должны всегда иметь длительный срок службы. После установки, например, для защиты анкеровки башни ветряной турбины в море от проникновения соленой воды, уплотнение должно без проблем функционировать более двадцати лет. Срок службы уплотнения ограничен за счет усадки или растяжения. С другой стороны, материал теряет свою эластичность со временем из-за химических изменений.
Знание - конкурентное преимущество
Будьте в курсе: с помощью нашего информационного бюллетеня редакторы практики строительства информируют вас каждый вторник и пятницу о темах, новостях и тенденциях в отрасли.
Подпишись сейчас!
Под воздействием кислорода или озона можно наблюдать два эффекта, которые влияют на старение уплотнений: с одной стороны, полимерные цепи и сети могут разрываться при механическом воздействии, с другой стороны, в сети могут возникать дополнительные кислородные мостики вследствие процессов окисления. Оба эффекта влияют на свойства, связанные с уплотнением, такие как жесткость, контактное давление или способность восстановить первоначальный контур после деформации.
Экстраполяция с использованием метода Аррениуса
Как правило, инженеры определяют, соответствует ли материал требованиям для конкретного применения, с помощью так называемых «испытаний на хранение», при которых испытуемый объект подвергается воздействию температур свыше 100 ° C в течение длительного времени - обычно 1000 часов. Чтобы предсказать старение в зависимости от температуры, инженеры до настоящего времени экстраполировали измеренные значения, используя метод, названный в честь шведского химика и нобелевского лауреата Сванте Августа Аррениуса.
Применяется следующее: повышение температуры на 10 ° C приводит к удвоению скорости реакции. Это позволяет проводить ускоренные испытания на старение при повышенных температурах. Этот метод может работать надежно, если выбраны правильные параметры теста. В противном случае прогноз продолжительности жизни может быть очень неправильным. Прогноз может быть проверен только измерениями. Понятно, что это не является удовлетворительной процедурой, особенно когда речь идет об очень длительном времени испытаний. Поэтому необходимо улучшить методологию.
Производитель уплотнений Фройденберг придерживается двух основных подходов: во-первых , они значительно улучшили модель срока службы, связав уравнения химического окисления, то есть воздействие кислорода на эластомер, со структурно-механическим поведением материала. Чтобы иметь возможность рассчитать любую геометрию с помощью этой модели, она была реализована численно и реализована в программе конечных элементов. Это позволяет рассчитать локальные процессы окисления и влияние на поведение материала.
Морские котики
Пять «золотых» правил для хороших поэтических результатов
Развитие с исследованиями
В то же время, однако, было также необходимо продолжить разработку методов измерения, с помощью которых определяются параметры для модели материала. Метод, разработанный в рамках централизованного исследования Freudenberg Technology Innovation, был проверен на образцах материалов, а также используется при строительстве ветряных турбин в море. Библиотека с моделями находится в стадии разработки. В то же время моделирование расширяется, так что можно ожидать циклы, зависящие от применения, с изменением температуры и механических нагрузок.