Giriş
Teknolojide "conta" terimi, bir yerden başka bir yere istenmeyen malzeme transferlerini önleme veya sınırlama görevi olan elemanları veya yapıları tanımlamak için kullanılır. Örneğin, bir kapatma musluğu hala damlatıyorsa, contası arızalıdır [1]. Elastomer contalar teknik uygulamalarda kullanılır ve çok çeşitli sızdırmazlık görevlerini yerine getirir. Uygulamaya bağlı olarak, temel öneme sahip alanlar arasında malzemelerin selectiyonu, tasarımları, gerekli conta geometrisi veya conta şekli ve tabii ki özel yapım contaların kullanılacağı fiziksel ve kimyasal sınır koşulları yer alır.
Bu nedenle, sıcaklık ve basınç aralıkları, kimyasal direnç ve dolayısıyla uygun inert maddelerin selectiyonu gibi uygulamanın maruz kaldığı fiziksel ve kimyasal koşulların ayrıntılı olarak bilinmesi, başarılı bir sızdırmazlık tasarımı için ön koşuldur.
Medya Direnişi
Ancak, örneğin bir teknik kimyasal üretim zincirinde sadece kaynak malzemelerin (eğitim malzemelerinin) ortam direncini dikkate almak yeterli değildir. Conta, üretim sürecinde üretilen ürünlere karşı da kimyasal olarak dayanıklı olmalıdır. Bu nedenle gerekli ortam direnci, ayrılacak veya sızdırmaz hale getirilecek ortamla temas halinde olan ortamdan, çalışma sırasında oluşan ortamdan, ortam havasından, yağlayıcılar gibi katkı maddelerinden ve temizlik maddeleri gibi sarf malzemelerinden etkilenir.
Sıcaklık Kararlılığı
Sızdırmazlık malzemeleri için çalışma sıcaklığı aralığı, yeterli güvenlik rezervleri ile olası bir sürekli çalışma sıcaklığı temelinde belirlenir. Çalışma sırasında sızdırmazlık malzemesinin büzülmesine veya şişmesine neden olan Ayrışma reaksiyonuBir ayrışma reaksiyonu, katı ve/veya gaz ürünler oluşturan kimyasal bir bileşiğin termal olarak indüklenen bir reaksiyonudur. ayrışma reaksiyonlarının meydana gelebileceği de unutulmamalıdır. Buna ek olarak, başlangıç koşulları sıcaklık, basınç ve aşınma nedeniyle değişebilir.
Uygunluk testlerine ek olarak, elastomer contalar için geliştirme sürecinin önemli bir parçası da kapsamlı malzeme testleridir. SürünmeSünme, sabit bir kuvvet altında zamana ve sıcaklığa bağlı plastik deformasyonu tanımlar. Bir kauçuk bileşiğine sabit bir kuvvet uygulandığında, kuvvetin uygulanması nedeniyle elde edilen ilk deformasyon sabit değildir. Deformasyon zamanla artacaktır.Sürünme geri kazanım deneyleri bu konuda kilit bir rol oynamaktadır.
Sürünme Geri Kazanım Testleri Nedir?
Bir geri kazanım testi sırasında, elastomerik bir numune, genellikle bir sıkıştırma yüküne maruz kalan silindirik bir numune, önceden belirlenmiş bir süre boyunca sabit bir sıcaklıkta deforme edilir. Bunu, genellikle aynı sıcaklıkta gerçekleşen bir RahatlamaBir kauçuk bileşiğine sabit bir gerinim uygulandığında, bu gerinimi korumak için gerekli kuvvet sabit olmayıp zamanla azalır; bu davranış gerilme gevşemesi olarak bilinir. Gerilme gevşemesinden sorumlu süreç fiziksel veya kimyasal olabilir ve normal koşullar altında her ikisi de aynı anda gerçekleşir. rahatlama aşaması (yani yük/kuvvet yok) takip eder. Burada da "numunenin toparlanması" için belirli bir süre belirlenir. RahatlamaBir kauçuk bileşiğine sabit bir gerinim uygulandığında, bu gerinimi korumak için gerekli kuvvet sabit olmayıp zamanla azalır; bu davranış gerilme gevşemesi olarak bilinir. Gerilme gevşemesinden sorumlu süreç fiziksel veya kimyasal olabilir ve normal koşullar altında her ikisi de aynı anda gerçekleşir. Rahatlama üzerine, ideal bir sızdırmazlık elemanı başlangıç yüksekliğine herhangi bir zaman gecikmesi olmadan hemen "düzelir" (örn. elastik yay).
Ancak gerçek contalar bundan farklı davranır. Malzemeye, iç yapısına, ortam sıcaklığına ve medium etkisine bağlı olarak "yükselme" veya eski haline gelme süreçleri çok farklı işleyebilir. Başlangıçtaki yüksekliğe tekrar ulaşılması genellikle birkaç saat, hatta günler alabilir. Malzemelerin artık orijinal yüksekliklerine ulaşamaması ve kalıcı, geri döndürülemez şekilde deforme olmuş olarak kalması olasılığı da vardır. Bir conta için önemli bir kalite kriteri, geri yükleme özelliğidir:
Malzeme testte "bakir" başlangıç seviyesine kıyasla ne kadar hızlı ve hangi seviyede kendini yeniliyor?
Ölçüm Koşulları
Kural olarak, önemli ve güvenilir sonuçlara varmak için malzeme testlerinde "yığın" özellikleri gereklidir. Burada kastedilen large hacimli bir numunedir. Numunelerin boyutları çok büyükse small, numune yüzeyinin numune hacmine oranı elverişsiz hale gelir. Belirlenen test sonuçları artık malzeme özelliklerini çıkarmak için doğrudan kullanılamaz. Bu nedenle large hacimli test numuneleri uygulamada meydana gelen deformasyonlara maruz bırakılmalıdır.
Bu örnekte, elastomerik bir sızdırmazlık malzemesinin silindirik karbon siyahı dolgulu numunesi (yükseklik: 25 mm, çap: 20 mm) üzerinde oda sıcaklığında yüksek yüklü bir DMA GABO Eplexor® 2000 N içinde SürünmeSünme, sabit bir kuvvet altında zamana ve sıcaklığa bağlı plastik deformasyonu tanımlar. Bir kauçuk bileşiğine sabit bir kuvvet uygulandığında, kuvvetin uygulanması nedeniyle elde edilen ilk deformasyon sabit değildir. Deformasyon zamanla artacaktır.sürünme geri kazanım testleri gerçekleştirilmiştir.
Bu amaçla, ilk numune yüksekliğine bağlı olarak %40'lık bir statik sıkıştırma uygulanmıştır. Bu deformasyon bir saatlik bir süre için düzenlenmiş ve sabit tutulmuştur.
Ardından, %40 oranında sıkıştırmak için gereken statik kuvvet "aniden" kaldırılmış, 2 N'luk bir temas kuvveti uygulanmış ve ortaya çıkan toparlanma süreci bir saat boyunca kaydedilmiştir. Bu düşük kuvvet bileşeninin "düzleştirme" süreci üzerinde hiçbir etkisi yoktur, ancak numuneyi sıkı tutmak için gereklidir.
Ölçüm Sonuçları
Şekil 1, SürünmeSünme, sabit bir kuvvet altında zamana ve sıcaklığa bağlı plastik deformasyonu tanımlar. Bir kauçuk bileşiğine sabit bir kuvvet uygulandığında, kuvvetin uygulanması nedeniyle elde edilen ilk deformasyon sabit değildir. Deformasyon zamanla artacaktır.sürünme geri kazanım testi sırasında deformasyon ve gerilmenin zaman seyrini göstermektedir.
Numune %40 oranında sıkıştırılmıştır. Başlangıçta mekanik gerilim keskin bir şekilde artar. Gerekli başlangıç kuvveti yaklaşık 2.400 N'dir (7,5 MPa x 314 mm2 ~2.400 N). Deforme olmuş durum bir saat süreyle muhafaza edilirse, uygulanan gerilimde bir düşüş ölçülür. Kullanılan malzemelere, iç yapılarına ve bileşimlerine bağlı olarak, maddeye özgü içsel moleküler hareketlilik genellikle çok farklı olabilir. Gevşeme süreçleri olarak adlandırılan süreçler sayesinde, malzemeler uygulanan gerilimde farklı hızlarda bir azalmaya uğrar. Ulaşılan gerilim seviyesi ve bu "yarı-durağan" duruma gelmeden önce geçen süre, uzun vadeli davranış hakkında bilgi verir ve gerçek uygulamalarda özellik profilinin değerlendirilmesini sağlar. Bu durumda, gerilim neredeyse sabit bir değer olan 5,5 MPa'ya ulaşır.
İkinci bir adımda, statik kuvvet aniden kaldırılır ve numuneyi sıkı tutmak için 2 N'luk bir temas kuvveti uygulanır. Bu gerilme azalmasına, bu durumda nispeten kısa bir süre süren kendiliğinden bir ters deformasyon eşlik eder. Numune sürünür veya genişler ve sadece bir saat sonra, orijinal uzunluğunun yalnızca %94'ü (%100 - %6 = %94) olan tam iyileşme durumuna ulaşır. 6'lık kalıcı sıkıştırma, burada test edilen malzemenin doğrusal olmayan, viskoelastik davranışına dayanmaktadır ve geri döndürülemez bir duruma işaret etmektedir.
Sonuç
SürünmeSünme, sabit bir kuvvet altında zamana ve sıcaklığa bağlı plastik deformasyonu tanımlar. Bir kauçuk bileşiğine sabit bir kuvvet uygulandığında, kuvvetin uygulanması nedeniyle elde edilen ilk deformasyon sabit değildir. Deformasyon zamanla artacaktır.Sürünme geri kazanım testleri, yük, bekletme süresi ve sıcaklığın bir fonksiyonu olarak elastomer contaların uzunluğundaki değişimi kaydeder. Elastomer contaların gereksinimlerini kontrol etmek ve doğrulamak için vazgeçilmez bir araçtır.
İncelenen numune, yükleme ve boşaltma aşamasından sonra %6 oranında kalıcı bir sıkışma göstermiş ve orijinal şekline geri dönememiştir.
Başarılı bir ölçüm için belirleyici faktörler arasında bir cihazın mevcut maksimum kuvveti, makineye özgü deformasyon aralığı ve elbette largest olası sıcaklık aralığını kapsaması gereken istikrarlı sıcaklık kontrolü yer alır. GABO Eplexor® 2000 N tipi yüksek yüklü bir DMA veya daha da iyisi GABO Eplexor® 4000 N tipi yüksek yüklü bir DMA ilk tercihtir.