За годы работы на производстве промышленных комплектующих я часто получал вопросы от клиентов: «А не пеносиликоновая прокладка – это просто мягкое кольцо? Можно просто купить любое».
Это не так. Выбор неправильных материалов, использование неподходящих значений плотности или пренебрежение степенью сжатия могут привести к незначительным проблемам, таким как утечка воздуха или воды, или к серьезным последствиям, таким как повреждение оборудования или даже нарушения безопасности. Сегодня мы представляем три реальных-примера, которые помогут вам избежать «скрытых ошибок», связанных с кольцами из вспененного силикона.
В условиях высоких-температур обычные пенопластовые прокладки превращаются в порошок в течение трех месяцев.
Производитель аккумуляторных батарей новой энергии сообщил, что использованные ими уплотнительные кольца из пенопласта прослужили менее четверти, прежде чем появились поверхностные трещины, и они ломались при сжатии при разборке. Температура окружающей среды не была экстремальной (обычно около 80 градусов в течение длительного времени). В чем может быть причина этого явления?
Анализ показал, что приобретенные компоненты представляли собой стандартные кольца из пенопласта EPDM, предел долгосрочной-термостойкости которых составляет всего около 120 градусов, тогда как кольца из силиконового пенопласта выдерживают до 250 градусов. Хотя 80 градусов не превышают максимальный допуск для EPDM, локализованные горячие точки внутри аккумуляторного блока в сочетании с такими факторами окружающей среды, как озон и влажность, ускоряют старение EPDM. Напротив, кольца из вспененного силикона с их основной структурой Si-O-Si демонстрируют превосходную стойкость к озону, ультрафиолетовому излучению и высоко-старению при высоких температурах, продлевая срок их службы в 3–5 раз при идентичных условиях эксплуатации.
Совет: Для устройств, подвергающихся воздействию температур выше 60 градусов или на открытом воздухе в течение длительного времени, следует отдать предпочтение силиконовым кольцам из пеноматериала, а не обычным резиновым пенопластам..
Случай 2: Выход из строя уплотнения происходит не из-за неправильного уплотнения, а из-за неправильного расчета степени сжатия.
Производитель наружных светодиодных дисплеев требует сертификации водонепроницаемости IP68. Они использовали силиконовые кольца из пенопласта с закрытыми порами, твердостью 40 по Шору OO и толщиной 5 мм. Во время испытаний на воздействие дождя после-установки в некоторые изделия попала вода. При разборке выяснилось, что уплотнительные кольца были сильно сжаты, а некоторые участки даже сломаны.
Проблема заключается в конструкции степени сжатия. Рекомендуемый диапазон сжатия для вспененных силиконовых колец обычно составляет от 15 % до 30 % (для структур с закрытыми-ячейками). Однако для достижения идеального уплотнения глубина канавки была рассчитана всего на 3,8 мм, в результате чего фактическая степень сжатия составила (5 – 3,8)/5=24%, что находится в пределах указанного диапазона. Однако пенопластовые материалы демонстрируют релаксацию напряжений; длительное сжатие снижает их силу отскока в сочетании с неравномерным распределением местных напряжений во время установки, что в конечном итоге приводит к нарушению герметичности.
В дальнейшем мы рекомендовали отрегулировать глубину канавки до 4,2 мм (при степени сжатия 16%) и добавить ограничительную конструкцию, тем самым решив вопрос. Кроме того, силиконовые кольца из вспененного материала с открытыми-ячейками могут обеспечить более высокую степень сжатия (30–50%), но варианты с закрытыми-ячейками обычно используются в тех случаях, когда требуется строгая гидроизоляция.
Совет: выбор расширенных силиконовых колец не должен основываться исключительно на толщине; требуется комплексная оценка, включающая глубину канавок, твердость и скорость остаточной деформации сжатия. Рекомендуется получить данные о кривой деформации силы сжатия-от производителя.
Случай 3: Хотя они выглядят идентично кольцам из черного пенопласта, их огнестойкие характеристики значительно различаются.
Заказчику зарядной станции потребовался сертификат огнестойкости UL94 V-0. Купили на рынке партию черных поролоновых силиконовых колец, которые можно было потушить даже при более легком испытании. Однако проверка показала, что во время испытания на вертикальное горение горящие капли из образцов воспламенили лежащую под ним впитывающую вату - поведение, запрещенное стандартами V-0.
Почему? Потому что обычный пеносиликон содержит лишь небольшое количество антипиренов или использует антипирены на основе галогенов- (которые вредны для окружающей среды и склонны к выщелачиванию при высоких температурах). Кольцо из вспененного силикона, сертифицированное по стандарту V-0, требует безгалогеновой огнезащитной системы, однородной структуры ячеек и отсутствия капель продуктов во время сгорания.
Мы предлагаем клиентам версию, сертифицированную по стандартам UL94 V-0, соответствующую требованиям RoHS и REACH, а также прошедшую испытание игольчатым пламенем и испытание горячей проволокой. Хотя стоимость действительно на 20% выше, чем у стандартной версии, резервирование безопасности важно для мощных устройств, таких как зарядные станции.
Совет: Если продукт предполагает электробезопасность (новая энергия, бытовая техника, железнодорожный транспорт), необходимо обязательно получить отчет о сертификации огнестойкости, а не полагаться исключительно на поверхностные доказательства.
Дополнительные советы, пожалуйста, свяжитесь с нами.