Skozi leta dela v proizvodnji industrijskih komponent sem pogosto prejemal vprašanja strank: "Ali ni tesnilo iz penastega silikona le mehak obroč? Preprosto lahko kupite katerega koli."
Temu ni tako. Izbira napačnih materialov, uporaba neustreznih vrednosti gostote ali zanemarjanje kompresijskih razmerij lahko povzroči manjše težave, kot je uhajanje zraka ali vode, ali resne posledice, kot je poškodba opreme ali celo varnostni incidenti. Danes predstavljamo 3 primere iz resničnega-sveta, da se boste izognili "skritim pastem", povezanim s prstani iz penastega silikona.
Pri visokih-temperaturnih pogojih se navadne penaste blazinice v treh mesecih spremenijo v prah.
Proizvajalec novih energetskih baterijskih paketov je poročal, da so tesnilni obročki iz pene, ki jih je uporabil, zdržali manj kot eno četrtino, preden so se pojavile površinske razpoke, in bi se zlomili ob stiskanju, ko bi jih razstavili. Temperatura okolja ni bila ekstremna (običajno okoli 80 stopinj v daljših obdobjih). Kaj bi lahko bil razlog za ta pojav?
Analiza je pokazala, da so bili kupljeni sestavni deli standardni obroči iz pene EPDM, ki imajo dolgoročno temperaturno odpornost le okoli 120 stopinj, medtem ko lahko obroči iz silikonske pene prenesejo do 250 stopinj. Čeprav 80 stopinj ne presega največje tolerance EPDM, lokalizirana vroča mesta v paketu baterij v kombinaciji z okoljskimi dejavniki, kot sta ozon in vlaga, pospešijo staranje EPDM. Nasprotno pa obroči iz silikonske pene s svojo strukturo hrbtenice Si-O-Si izkazujejo vrhunsko odpornost na ozon, ultravijolično sevanje in visoko-temperaturno staranje, kar podaljša njihovo življenjsko dobo za 3–5-krat pod enakimi pogoji delovanja.
Nasvet: Pri napravah, ki so dalj časa izpostavljene temperaturam nad 60 stopinj ali zunanjim okoljem, je treba dati prednost penastim silikonskim obročkom pred običajnimi gumijastimi penastimi obročki..
Primer 2: Okvara tesnila ni posledica neustreznega tesnjenja, ampak nepravilnega izračuna kompresijskega razmerja.
Proizvajalec zunanjih LED zaslonov zahteva vodoodporen certifikat IP68. Uporabili so zaprto{2}}celične silikonske obročke s trdoto 40 Shore OO in debelino 5 mm. Med-preskušanjem izpostavljenosti dežju po namestitvi je v nekatere izdelke prodrla voda. Pri demontaži je bilo ugotovljeno, da so tesnilni obroči močno stisnjeni, nekateri deli so celo polomljeni.
Težava je v zasnovi kompresijskega razmerja. Priporočeno območje stiskanja za prstane iz penastega silikona je običajno med 15 % in 30 % (za zaprto-celično strukturo). Da bi dosegli popolno tesnjenje, je bila globina utora zasnovana na samo 3,8 mm, kar ima za posledico dejansko kompresijsko razmerje (5 – 3,8)/5=24%, kar se zdi znotraj navedenega območja. Vendar penasti materiali kažejo sprostitev napetosti; dolgotrajno stiskanje zmanjša njihovo odbojno silo, skupaj z neenakomerno lokalno porazdelitvijo napetosti med namestitvijo, kar na koncu vodi do okvare tesnjenja.
Nato smo priporočili prilagoditev globine utora na 4,2 mm (s kompresijskim razmerjem 16 %) in dodajanje omejevalne strukture, s čimer smo rešili težavo. Poleg tega lahko silikonski obročki z odprtimi-celicami dosežejo višja kompresijska razmerja (30–50 %), vendar se variante z zaprtimi-celicami običajno uporabljajo v aplikacijah, ki zahtevajo stroge hidroizolacijske lastnosti.
Nasvet: Izbira prstanov iz ekspandiranega silikona naj ne temelji samo na debelini; potrebna je celovita ocena, ki vključuje globino utora, trdoto in stopnjo trajne kompresijske deformacije. Priporočljivo je pridobiti podatke o krivulji tlačne sile-deformacije od proizvajalca.
Primer 3: Čeprav so videti identični obročkom iz črne pene, se njihova učinkovitost zaviranja gorenja močno razlikuje.
Stranka polnilne postaje je zahtevala certifikat za zaviranje gorenja UL94 V-0. Na trgu so kupili serijo prstanov iz črnega penastega silikona, ki so lahko ugasnili tudi med lažjim testom. Vendar je inšpekcija pokazala, da so pri preskusu navpičnega zgorevanja goreče kapljice iz vzorcev vžgale vpojno vato, ki leži pod njim – obnašanje, ki je prepovedano po standardih V-0.
Zakaj? Ker običajni penasti silikon vsebuje le majhno količino zaviralcev gorenja ali uporablja zaviralce gorenja-na osnovi halogenov (ki so okolju škodljivi in nagnjeni k izpiranju pri visokih temperaturah). Resnično certificiran obroč iz penastega silikona V-0 zahteva sistem za zaviranje gorenja brez halogenov, enotno celično strukturo in brez kapljanja produktov med zgorevanjem.
Strankam ponujamo različico, certificirano v skladu s standardi UL94 V-0, ki je skladna s predpisi RoHS in REACH ter je opravila tako preskus plamena z iglo kot preskus vroče žice. Čeprav so stroški res za 20 % višji kot pri standardni različici, je varnostna redundanca bistvena za naprave z veliko močjo, kot so polnilne postaje.
Nasvet: Če izdelek vključuje električno varnost (nova energija, gospodinjski aparati, železniški tranzit), je nujno pridobiti poročilo o certifikatu za zaviranje gorenja, namesto da se zanašate zgolj na površne dokaze.
Več nasvetov, kontaktirajte nas.