O形密封圈失效機制分析

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所屬分類:密封圈
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O形密封圈的失效可以導致機械設備的泄漏,但是當一種獨特的新失效模式出現的時候,需要進行一些額外的研究。這種情況下,將各種因素相結合,能建立一種O型墊圈失效的新機制。

背景

在實際應用中,飛機燃油泵制造商聯系到了Parker Hannifin尋求幫助,以解決一系列不正常的O型墊圈失效導致燃油泄漏的問題。2008年6月和7月,三種不同的飛機的燃油泵都進行了日常的檢修保養。在這所有三個例子里面,從配件市場采購的O型墊圈以及燃油泵裝配在飛機服役之前,都通過了最初的泄漏測試。兩個月內,所有修復好的泵都有燃油泄漏的跡象。拆卸后,所有的三個O型墊圈在凹槽處都出現斷裂,每一處斷裂都產生了90°的彎曲(如圖1)。根據維修情況來看,這些特殊的O型墊圈并非由Parker公司制造的。然而,燃油泵制造廠家對Parker的工程領域專業技術知識是很熟悉的,因此邀請他作為專業技術支持,針對該特殊的O型墊圈失效情況進行診斷并提出解決方案。

O形密封圈失效機制分析

圖1、槽內的O型密封圈失效

外觀檢查

該失效分析中關鍵性的一步是要對O型墊圈的機械損壞進行徹底的檢查。顯然,所有的三個O型墊圈都產生了損壞,這必將會導致泄漏。令人驚訝的是,所有三個O型圈的斷裂都被朝著壓力源的方向,而不是背離它。然而,忽略其它可能導致失效的原因則可能會導致對更關鍵因素的忽視,而這些關鍵因素能帶來最佳的預防方法。在本文的例子里面,O型墊圈并沒有產生其它的機械損壞。舉例來說,這種O型圈不存與壓力有關的擠出失效證據,當流體的壓力超過材料所能承受的強度時,橡膠會被擠壓進入配件之間的空隙,留下“損毀”橡膠的區域。這種情況顯然不存在于此O型墊圈上。并且沒有任何的跡象表明這種O型墊圈在裝配的零件之間產生了任何方式的壓縮。

此外,該橡膠材料也沒有任何化學分解或者熱降解的跡象。不同于其它損壞點,該O型墊圈沒有明顯的膨脹、硬化、變軟、起泡、壓縮變形、脆化或者抗拉強度的損失等。非常簡單,與其他較明顯的損毀相比不存在損壞?;谶@些原因,這些密封材料的化學和熱不兼容性的因素得以被證明不是失效根本原因的潛在因素。

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