实例探究

如何避免在低温环境下密封失效

低温试验

低温条件下提高对橡胶制造商关心的重大问题。在主要行业应用,如汽车,铁路和在寒冷的工业加工需求高峰的密封性能,恶劣环境。为了评估在橡胶件和密封件的低温性能,工程师执行几个不同的测试标准。

随着温度的麻烦

低温性能能不能造就一个最终的应用程序。暴露于低温度可收缩的弹性体材料,从而降低压缩和可能的泄漏。橡胶必须能够变形,以提供一个密封的工作。当密封材料被暴露于较低的温度比其设计极限,密封变得不灵活而脆。

当密封材料达到低温的限制,它们会变硬和抵抗变形压力,从而引起泄漏路径。该密封件也将经历压缩永久变形,这意味着加热回上面的低温时,它会泄漏。

避免与低温测试失败

不同的测试可以进行以获得特定的橡胶化合物的低温性能的完整画面。由于没有通用的测试,将提供所有必要的信息,工程师必须执行给定情况下正确的测试。

有三种标准的低温测试来测量的物理特性和性能的材料:

1.脆性(ASTM D2137)。该试验测量的材料的能力承受在给定温度下的特定时间段时断裂弯曲。

2.温度回缩(ASTM D1329)。这个措施在该温度下冻结的橡胶返回到弹性状态。

3.扭转刚度比(ASTM D1053)。此测量从当材料被扭转的比例,首先在室温下,然后在给定的低的温度。

所使用的一些其他测试的是ASTM D7426玻璃化转变试验和AST​​M D2240测试硬度的轻微变化。这些试验得到的低温性能的一般概念,但具有用于密封应用价值有限。例如,材料可能无法在-40℃下断裂,但该材料可以是刚性的,足以使泄漏路径。

虽然我们将致力于以后的文章中,以用来显示测试不同的方法,今天我们将专注于ASTM D2137。

第一部分:灵活的聚合物和涂层织物的脆化点

ASTM D2137,或脆性试验,是相当容易进行,并且通常用于确定材料的震裂/脆点。该试验相当于冷冻一块材料制成,以一设定温度,然后撞击它,看它是否碎裂。

在这个测试中,我们利用了奔驰E型脆点测试仪。此覆盖顶装置使用液氮来冷却测试流体到合适的温度,在大多数情况下是甲醇(极端低温测试需要不同的流体如戊烷由于甲醇的冰点)。

1.奔驰模型“E”脆性试验机

照片1

五A型测试样品冲压出测试板的和应该向下扭转到.15N之间的夹设置 - .25N。


2.夹紧10BN7AP样品

照片2

然后将测试样品在至少6英尺的速度发送撞杆成标本之前调理3分钟/秒。


3.空调10BN7AP样品

照片3

4.破碎EXJ-272A标本

脆性测试方法也可用于确定材料的脆性点。下面是在5度间隔-40之间进行测试℃至-60,不同的材料℃下的一个例子,以显示随着温度的降低该材料可以如何变化。

照片4

这是一般的测试可在ASTM D2137测试,它指定了温度下降的时间间隔应该只有2℃期间提供使用的模板。数据被列出下列三种材料:

  • 10BN7AP:羧基丁腈
  • EXJ-270A:低温环氧氯丙烷
  • EXJ-272A:低温腈


脆

分析数据

虽然此测试有助于确定哪些材料可以在低温下承担更高的压力,那肯定带有一些缺点。由于该试验是等效击打用锤子的材料制成,该测试可以在较低温度下通过提高材料的强度要测试通过。这在10BN7AP结果,这是比其它两种材料更强的材料是显而易见的。这实际上可能不提高密封性能,但是,由于橡胶可能是不灵活的并且无法变形,以保持在这些温度下的密封。为了确定这一点,不同的测试将有必要表现出灵活性的损失。

让我们来谈谈低温

低温性能可以是弹性体化合物的一个非常重要的特性。降低周围的橡胶制品对环境的温度会对橡胶性能产生负面影响,这就是为什么彻底的测试始终是密封的成功至关重要。

其中低温测试,你觉得是最有效的橡胶密封件和组件?你发现了什么,最大的挑战是?我们很想听听你在Twitter上的想法。联系我们@AppleRubber,并留意低温测试:第二部分。