极地的低温环境会使橡胶逐渐变硬甚至玻璃化从而丧失原有的弹性,易导致钻井泵、防喷器等关键钻井设备出现密封失效问题,影响正常生产并带来安全隐患。因此,需要对极地钻井关键设备所用橡胶密封材料进行优选。按照国家标准GB/T 528-2009和GB/T 7759.2-2014,在20~–50℃温度环境下对橡胶材料进行了单轴拉伸和压缩永久变形试验,将试验数据与多种常见超弹性本构模型进行拟合得到了模型参数,分析了这些本构模型在低温条件下的适用性;利用有限元分析软件ABAQUS,模拟分析了–45℃温度下处于工作状态的O形橡胶密封圈的密封性能,找出了设备在低温条件下容易发生密封失效的位置。分析认为,在低温、小变形条件下,Polynomial(N=2)模型和Ogden(N=3)模型能更准确地描述橡胶的力学性能;硅橡胶、气相胶、丁腈橡胶在极地环境(–45℃)下依然保持优越的密封性能,可以作为极

介绍了预制综合管廊接口密封圈材料的选择,并基于综合管廊使用环境,选取了三元乙丙橡胶作为主要密封材料。对选取的材料进行了老化试验,得到了压缩永久变形值和老化系数,并计算了老化时间,验证了所使用的材料满足相关耐久性要求。

通过对橡胶密封材料进行加速老化试验,获得橡胶压缩状态下贮存时间与加速老化时间之间的对应关系。按照这一老化关系,对机械密封动态O形辅助密封圈进行不同待机贮存时间的加速老化试验,建立起动态O形辅助密封圈的压缩永久变形及微动摩擦状态随待机贮存时间的变化关系,并对加速老化后的动态O形辅助密封圈进行静态气密性试验和运转试验。试验表明,随动态O形辅助密封圈待机贮存时间的延长,其径向压缩永久变形将增大、微动摩擦力将减小。但这一性能变化在动态O形辅助密封圈正常工作的范围内,即待机贮存30年的动态O形辅助密封圈不会导致机械密封出现失效。

近期,某型装载机静液压系统钢管和软管漏油现象频发,经调查,用于密封的O形密封圈存在失效风险.对比分析本公司采用的O形密封圈与标杆企业用P a rke r牌O形密封圈的材料性能,结果发现,O形密封圈失效是由自身的弹性不足,抗压缩永久变形能力差造成的;给出了除O形密封圈本身性能外,应对静液压系统密封漏油的若干建议;采用一种压缩永久变形率为25%的胶号为1819的新型O形密封圈,经改进,装载机静液压系统的市场漏油反馈显著降低.

氟烃橡胶(FKM)通常被用作存放中、低水平放射性废弃物容器的密封件,探明其辐照老化机理非常重要。运用差示扫描量热仪(DSC)和动态热机械分析仪(DMA),对接受伽马辐照的FKM材料进行试验分析。结果表明,随着伽马辐照剂量的增加,FKM材料的橡胶玻璃化转变向较高温度方向偏移。开发了DMA压缩永久变形试验方法。DMA数据分析发现,随着辐照剂量的提高,材料样品压缩永久变形增大。压缩永久变形最大差异发生在橡胶玻璃化转变温度区间,在较高温度时与辐照剂量的关系发生部分反转,但是数据的差异明显减小。

研究了热氧老化对辐照后三元乙丙橡胶(EPDM)材料性能的影响,并通过分析压缩永久变形率随时间的变化规律,对其理论使用寿命进行评估。结果表明:随着老化时间不断增加与老化温度不断升高,辐照后的EPDM老化越来越严重,羰基含量越来越高,压缩永久变形与压缩应力松弛越来越大;扫描电镜结果表明,老化过程中EPDM降解严重;利用阿伦尼乌斯方程计算得出,辐照后的EPDM在50℃条件下的理论寿命为7.58年。

使用同一批次胶料制备了2组硫化试样并分别按HG/T 3087-2001和GB/T 27800-2011研究了预压缩条件对寿命预测结果的影响程度。结果表明,在同一老化温度及同一老化时间下,依据HG/T 3087-2001预压缩的试样压缩永久变形率与依据GB/T 27800-2011预压缩的试样无明显差异;由此证明,HG/T 3087-2001和GB/T 27800-2011压缩永久变形率测试试验基本不存在数据差异。

热塑性弹性体(TPE)是一类材料,它结合了橡胶的优点(例如,良好的压缩永久变形性和良好的密封性)以及常规热塑性塑料的可加工性。热塑性硫化橡胶(TPV)是TPE的子类,它是由精细的分散在连续热塑性基质中的硫化交联橡胶的混合物制成的。TPV是通过动态硫化生产的,通过这种方式,橡胶在热塑性聚合物中硫化,同时聚合物在高温下进行紧密混合。

橡胶老化会引起材料力学性能改变,进而造成防水失效,针对接缝处密封垫开展老化性能的研究具有重要意义。北京地铁6号线起点—金安桥区间为我国第一条暗挖装配式隧道。隧道采用管片作为二衬结构,以三元乙丙橡胶密封垫作为管片接缝处防水材料。为检验接缝防水是否满足耐久性要求,根据时温等效原理,对密封垫的橡胶材料开展了加速老化试验,预测其使用寿命。针对寿命预测计算流程繁琐,编制相应的程序,解决了数据处理中参数需反复试算的难题。此外,对管片密封垫的应力状态进行了数值模拟,分析了老化对密封垫防水的影响,指出密封垫的设计耐水压力至少提高至原设计水压的1.75倍。

O形圈是最常用的密封方式之一。文章对工业产品密封胶料的选用要素进行了详细分析，并对O形圈尺寸的选择、密封沟槽设计、密封配合间隙进行了分析。