Inte l’industria da manifattua, i inzegnê responsabili da tenuta son pe-o sòlito i membri ciù esigenti de unna squaddra de progetto.
Quande a machina a fonçioña normalmente, nisciun o pensa à ti; ma unna vòtta che l'apparecchiaçion a sviluppa de perdie (d'ægua, petròlio ò gas) into scito do cliente, a primma persoña ch'a l'é tegnua pe responsabile a l'é sensa dubio l'inzegnê de tenuta.
L'inzegnê strutturale o l'examina primma e dimenscioin da fossa, e o conferma che son disegnæ con cua segondo e speçificaçioin de tolleransa. O departamento IQC dapeu o verifica o rappòrto da fabrica, con verificâ che i produti fornii da-i prinçipæ produttoî soddisfan tutti i standard domandæ. In sciâ fin, a responsabilitæ de l'analixi do guasto a cazze direttamente in sce l'inzegnê de tenuta.
O l'à remposso l'anello O-defettoso; o seu de d'ato o l'ea intatto, sensa crenatue ò segni de corroxon chimica. L'unica alteraçion a l'ea ch'o l'ea stæto asccianou e o no poeiva ëse restörou a-a seu forma originäia.
Inte sta fase, conçentrâse solo in scî valoî da rescistensa a-a traçion e da duessa de Shore elencæ inte speçificaçioin do materiale do fornitô o peu mancâ d'identificâ a vea caxon do guasto.
Into regno di materiali polimerichi sigillæ, a prestaçion de sigillaçion à longo termine a l’é determinâ de spesso no da-a duessa do materiale ò da-a rescistensa a-a traçion, ma da un parametro de spesso sottostimmou: l’insemme de comprescion (CS).
Esploremmo sto parametro in profonditæ da træ prospettive.
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Segillaçion – cöse l’é exattamente ch’o vëgne segnallo?
Primma de parlâ da deformaçion permanente à comprescion, l’é essençiale correze unna fäsa conçeçion mecanica commun: a tenuta a no se basa in sciô «blòcco» ma in sciô «sostëgno».
figua
Quande s’inserisce un anello O- de silicone inta cannella de metallo e se strenze a brinca, o silicone o vëgne comprimisso (pe-o sòlito inte un rappòrto 15%-30%).
O silicone o l'é un mateiâ assæ elastico. Quande vëgnan compresse, e seu cadeñe molecolare vëgnan deformæ pe fòrsa, co-o generâ unna fòrte fòrsa de rebond (stress de contatto) ch’a çerca de tornâ a-o seu stato originale.
Sta fòrsa de rebond a s'oppone fermamente a-a miagia de metallo; in teoria, fintanto ch'o scompassa a prescion do fluido interno, o mezzo o no perde pe ninte.
De conseguensa, l’essensa da tenuta a l’é inta fornitua continua de fòrsa elastica da parte de cadeñe molecolare de silicone sotta comprescion, ch’a ghe permette d’aderî fermamente a-e superfiçie de metallo.
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Cosa l'é a caxon do guasto da guarniçion?
Dæto che a sellatua a se basa in sciâ fòrsa de restauro, cöse succede se sta fòrsa a scenta?
Quæ a l’é a deformaçion permanente à comprescion?
Noemme l'emmo asccianou o gel de silicone do 25%, l'emmo fæto coî inte un forno à 120 graddi pe 70 oe, dapeu l'emmo levou e l'emmo lasciou freî e tornâ a-a seu forma originâ.
Se o peu restörâ do tutto a seu spessore originale, CS=0% (un elastòmero perfetto ch’o no l’existe inta realtæ).
Se o s’ascciana do tutto e o no se repiggia pe ninte, CS=100% (ch’o l’indica ch’o l’é vegnuo plastica reddena).
Perché e cadeñe molecolare no peuan «tornâ a-o seu stato originale»? O problema o l'é à livello microscòpico:
Livello fixico – Relassamento do stress e reorganizzaçion da segmentaçion da cadeña
O silicone o se forma da l’interblocco de longhe cadeñe molecolare. Quande o l’é sottopòsto à unna comprescion prolongâ à de temperatue erte,
O redue o seu stress interno pe mezo de un sciortî gradduale e da reorganizzaçion.
L'é comme appissâ unna palla de fî sciortia in sciô fondo de unna scatoa pe un anno-pe-o momento che â tiæ feua, a l'é za adattâ a-a seu forma asccianâ e a no peu squæxi guägnâ torna a seu sciortia originäia.
Sto "compromisso" fixico o se traduxe inte unna diminuçion gradduale da fòrsa de rebond.
Livello chimico – Rottua e reorganizzaçion di ligammi de ligamme incroxæ
Sto chì o l'é l'aspeto ciù critico. L’elastiçitæ do silicone a se basa in scî ligammi de ligamme incroxou tra e cadeñe molecolare (comme i ligammi de sorfo).
Sotta de temperatue erte e à unna comprescion prolongâ, i ligammi de ligamme incroxæ originali se rompan, co-o resultato de unna perdia da fòrsa de traçion elastica.
Ciù criticamente, i radicali liberi generæ da-a frattua formian torna di neuvi ligammi ligæ incroxæ inte condiçioin compresse do materiale, bloccando effettivamente e cadeñe molecolare inte un «stato ciatto». Anche dòppo che a fòrsa esterna a l’é stæta levâ, sti neuvi ligammi chimichi impediscian a-o materiale de tornâ a-a seu configuraçion originale.
Sciortî fixico + recombinaçion chimica=deformaçion permanente à comprescion.
Un valô de CS ciù erto o produxe un gel de silicone ciù ciatto e un stress de contatto ciù debole. In sciâ fin, quande a fòrsa de rebond a no basta à peto da prescion do fluido, se verifica unna perdia.
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Comm’o dovieiva vegnî affrontou da-o ponto de vista de l’inzegneria?
Oua che emmo capio i meccanismi de sotta, comme fâ pe schivâ sto reisego quande progettemmo e guarniçioin e seleçionemmo di materiali?
1. Quande se interpreta i dæti CS, ascciæî delongo e condiçioin de verifica.
A tabella de propietæ fixiche fornia da-o fornitô de spesso a l’indica «deformaçion permanente sotta comprescion: 25%».À tutti i mòddi, à che temperatua, sotta che rappòrto de comprescion e pe quante tempo l’é stæto piggiou ste mesue?
Se o valô de CS o ven mesuou a-o 25% à 100 graddi, o peu montâ à ciù do 50% inte condiçioin de fonçionamento effettive de 150 graddi apreuvo à l’invegiamento termico e oscidativo accelerou.
O requixito ciave o l'é che quande se valuta o valô de CS, a temperatua de prova a no deve ëse ciù bassa che a temperatua mascima de fonçionamento do produto e a duâ de prova a deve ëse a-o manco 70 oe ò 168 oe. Solo sti dæti peuan servî da referensa valida pe-a seleçion.
2. Conçentrâse in sciô scistema de collegamento incroxou-ciufito che aumentâ a-a cieca a duessa
Se o valô de CS o no soddisfa i requixii, no çercâ de compensâ con aumentâ a duessa do gel de silicone-a duessa a no peu inversâ a deformaçion permanente. A-o conträio, l'intervento o dovieiva ëse diretto a-o scistema chimico de ligamme incroxou do materiale.
Piggiando NBR ò EPDM comme exempi: i scistemi tradiçionali de vulcanizzaçion do sorfo forman di ligammi de sorfo-sorfo con unna bassa energia de ligamme, che son propensi à rottâse e reformâse à de temperatue erte, co-o resultato de di valoî de CS scarsi.
Adottando un scistema de vulcanizzaçion à peròscido, se forma di ligammi senci de carbònio, che mostran unn’erta energia de ligamme e en rescistenti a-a scission e a-a recombinaçion sotta comprescion à erta temperatua, reduxendo coscì scignificativamente a deformaçion de comprescion permanente.
O compromisso o l’é unna diminuçion da rescistensa a-o strappo di materiali vulcanizzæ à peròscido. Sto fæto o rappresenta un tipico equilibrio tra l’ottegnimento da «no -strappabilitæ» e o mantegnimento de «propietæ de rebound».
3. Compensâ l'attenuaçion do materiale CS pe mezo do progetto strutturale
Se o valô de CS do materiale o l’é stæto ottimizzou a-o seu limite fixico (comme o 30%), comme l’é poscibile garantî unna prestaçion de tenuta continuâ pe unn’utilizzaçion à longo termine?
Dæto che semmo ch’o perdià unna çerta rescistensa, dovieiva incorporâ sta perdia inte l’indennizzo de comprescion quande progettemmo e dimenscioin da canna.
À tutti i mòddi, o rappòrto de comprescion o no peu vegnî aumentou à un mòddo indefinio. Quande o tasso de comprescion o l’é eccescivamente erto (o passa o 40%), o stress interno drento do polimero o l’aumenta de forma esponençiale, co-o portâ à unna frattua mecanica tempoia de cadeñe molecolare e de conseguensa à accelerâ o deterioramento do CS.
A metodologia ciù efficaçe a l’é che i inzegnê de struttue e i inzegnê de materiali derivan insemme unna tolleransa a-a canna basâ in sciâ curva de relassamento do stress -unna ch’a no compromette l’intreghitæ do silicone e a no riesce à mantegnî un rappòrto de prescion de tenscion suffiçiente dòppo dex’anni.
Creâ un segno o veu dî essençialimente vegnî tanto un amigo comme un nemigo do tempo.
Un veo inzegnê de tenuta o no se conçentra solo che in sce l’asseguaçion de unna tenuta à stagnaçion into momento do completamento de l’assemblaggio.
A seu preoccupaçion a l’é se, dòppo trei, çinque ò fiña dex’anni{0}}sotta espoxiçion repetua à de temperatue erte e à de prescioin intense-a cadeña molecolare a l’arresta ancon fermamente attaccâ a-a superfiçie do metallo.
Se gh'é unna guarniçion ch'a perde delongo ciù e ciù vòtte ma a no peu identificâ a caxon, ò se gh'é confuso e töe de propietæ do fornitô-no no stæ a-o libero de contattâ o nòstro inzegnê de vendie co-i vòstri disegni e i vòstri campioin fallii.