Fabrikazio-industrian, zigilatzeaz arduratzen diren ingeniariak izan ohi dira proiektu-talde bateko kide zorrotzenak.
Makina normal lanean ari denean, inork ez du zugan pentsatzen; baina ekipoak bezeroaren gunean ihesak (ura, petrolioa edo gasa) sortzen dituenean, zigilatzeko ingeniaria da, dudarik gabe, erantzukizuna duen lehen pertsona.
Egitura-ingeniariak lubakiaren dimentsioak aztertzen ditu lehenik, tolerantzia-zehaztapenen arabera zehaztasunez marraztuta daudela baieztatuz. Ondoren, IQC sailak fabrikako txostena egiaztatzen du, fabrikatzaile handiek hornitutako produktuek eskatutako estandar guztiak betetzen dituztela egiaztatuz. Azken finean, hutsegiteen analisiaren ardura zigilatzeko ingeniariaren esku dago.
O-eraztun akastuna kendu duzu; bere gainazala osorik zegoen, pitzadurarik edo korrosio kimiko arrastorik gabe. Aldaketa bakarra laundu egin zela izan zen eta ezin izan zela jatorrizko formara berreskuratu.
Etapa honetan, hornitzailearen materialaren zehaztapenetan ageri diren trakzio-erresistentzian eta Shore gogortasunaren balioetan soilik zentratuz, baliteke hutsegitearen benetako kausa identifikatzea huts egitea.
Zigilatutako polimerozko materialen arloan, epe luzeko -zigilatzeko errendimendua ez da materialaren gogortasunak edo trakzio-erresistentziak zehazten duena, maiz gutxiesten den parametro batek baizik: konpresio-multzoa (CS).
Azter dezagun sakon parametro hau hiru ikuspegitatik.
0 1
Zigilatzea - zer da zehazki zigilatzea?
Konpresiozko deformazio iraunkorrari buruz eztabaidatu aurretik, ezinbestekoa da uste oker mekaniko arrunt bat zuzentzea: zigilatzea ez da "blokeoan" oinarritzen, "euskarrian" baizik.
irudia
Silikonazko O-eraztun bat metalezko zirrikituan sartzen duzunean eta brida estutzen duzunean, silikona konprimitu egiten da (normalean %15-%30eko proportzioan).
Silikona oso material elastikoa da. Konprimitzen denean, bere kate molekularrak indarrez distortsionatzen dira, jatorrizko egoerara itzultzea bilatzen duen errebote-indar indartsua (kontaktu-esfortzua) sortuz.
Errebote-indar hori irmoki kontrajartzen da metalezko hormari; teorikoki, barne-fluidoaren presioa gainditzen duen bitartean, medioak ez du batere isuriko.
Hori dela eta, zigilatzeko funtsa silikonazko kate molekularren etengabeko indar elastikoa ematean datza, konpresiopean, metalezko gainazaletara irmo atxikitzeko aukera emanez.
0 2
Zerk eragiten du zigiluen hutsegitea?
Zigilatzea indar berreskuratzailean oinarritzen denez, zer gertatzen da indar hori desagertzen bada?
Zer da konpresio deformazio iraunkorra?
Silikonazko gela %25 berdindu dugu, 120 gradutan labean 70 orduz, ondoren kendu eta hozten utzi eta jatorrizko formara itzultzen utzi dugu.
Jatorrizko lodiera guztiz berrezartzen badu, CS %=0 (errealitatean existitzen ez den elastomero perfektua).
Erabat berdindu eta batere berreskuratzen ez bada, %=100 CS (plastiko zurrun bihurtu dela adierazten du).
Zergatik ezin dira kate molekularrak "jatorrizko egoerara itzuli"? Arazoa maila mikroskopikoan dago:
Maila Fisikoa - Estresaren Erlaxazioa eta Katearen Segmentazioa Berrantolatzea
Silikona kate molekular luzeen elkarlokatzeaz sortzen da. Tenperatura altuetan konpresio luzea jasaten denean,
Bere barneko estresa murrizten du pixkanaka irristatzearen eta berrantolaketaren bidez.
Urtebetez kaxa baten behealdean hari-bola leun bat sakatzea bezalakoa da-atera duzunerako, dagoeneko laututako formara egokituta dago eta nekez berreskura dezake jatorrizko leuna.
"Konpromiso" fisiko horrek errebote indarraren pixkanaka-pixkanaka gutxitzea eragiten du.
Maila kimikoa: lotura gurutzatuen -haustura eta berrantolaketa
Hau da alderdirik kritikoena. Silikonaren elastikotasuna kate molekularren arteko -lotura gurutzatuan oinarritzen da (adibidez, sufre-sufre loturak).
Tenperatura altuetan eta konpresio luzean, jatorrizko -lotura gurutzatuak hausten dira, eta ondorioz, trakzio-indar elastikoa galtzen da.
Larriagoa dena, hausturak sortutako erradikal askeek -lotura gurutzatuak-berriak osatuko dituzte materialaren kondizio konprimituetan-kateak molekularrak "egoera lauan" modu eraginkorrean blokeatuz. Kanpoko indarra kendu ondoren ere, lotura kimiko berri hauek materiala jatorrizko konfiguraziora itzultzea eragozten dute.
Irristaketa fisikoa + birkonbinazio kimikoa=konpresio deformazio iraunkorra.
CS balio handiagoak silikonazko gel lauagoa eta kontaktu estres ahulagoa dakar. Azkenean, errebote-indarra nahikoa ez denean fluidoaren presioarekin alderatuta, ihesak gertatzen dira.
0 3
Nola landu behar da hori ingeniaritza ikuspegitik?
Orain azpian dauden mekanismoak ulertzen ditugunean, nola saihestu dezakegu arrisku hori zigiluak diseinatzerakoan eta materialak hautatzerakoan?
1. CS datuak interpretatzerakoan, beti argitu probaren baldintzak.
Hornitzaileak eskaintzen duen propietate fisikoen taulak askotan esaten du "konpresiopean deformazio iraunkorra: % 25".Hala ere, zein tenperaturatan, zein konpresio-erlaziopean eta zenbat denboraz egin ziren neurketa horiek?
CS balioa % 25ean neurtzen bada 100 gradutan, % 50etik gora igo daiteke 150 graduko benetako funtzionamendu-baldintzetan, zahartze termiko eta oxidatibo bizkortuagatik.
Funtsezko baldintza da CS balioa ebaluatzean, proba-tenperaturak ez duela produktuaren funtzionamendu-tenperatura maximoa baino txikiagoa izan behar, eta probaren iraupena gutxienez 70 ordu edo 168 ordukoa izan behar du. Datu horiek bakarrik balio dezakete hautapenerako baliozko erreferentzia gisa.
2. Zentratu -gurutze-lotura sisteman gogortasuna itsu-itsuan handitu beharrean
CS balioak baldintzak betetzen ez baditu, ez saiatu silikonazko gelaren gogortasuna handituz konpentsatzen-gogortasunak ezin du deformazio iraunkorra alderantzikatu. Horren ordez, esku-hartzea materialaren gurutzatze--sistema kimikora zuzendu behar da.
NBR edo EPDM adibide gisa hartuta: sufrearen bulkanizazio-sistemek sufre--sufre-loturak sortzen dituzte, lotura-energia baxua dutenak, tenperatura altuetan haustura eta birformatzeko joera dutenak, eta ondorioz CS balio eskasak sortzen dira.
Peroxidoaren bulkanizazio-sistema bat hartuta, karbono-karbonoko lotura bakunak sortzen dira, lotura-energia handia erakusten dutenak eta -tenperatura altuko konpresioan zatiketari eta birkonbinazioari erresistenteak direnak, eta horrela, konpresio-deformazio iraunkorra nabarmen murrizten da.
Konpromisoa-peroxidozko-material bulkanizatuen urratzeko erresistentzia gutxitzea da. Honek oreka tipikoa adierazten du "ez-urratu" izatearen eta "errebote propietateak" mantentzearen artean.
3. CS materialaren atenuazioa egiturazko diseinuaren bidez konpentsatzea
Materialaren CS balioa bere muga fisikora optimizatu bada (adibidez, % 30), nola ziurta dezakegu zigilatzeko errendimendua etengabeko erabilera epe luzean?
Erresilientzia pixka bat galduko duela dakigunez, galera hori konpresio hobarietan sartu beharko genuke zirrikitu-dimentsioak diseinatzerakoan.
Hala ere, konpresio-erlazioa ezin da mugagabe handitu. Konpresio-tasa gehiegizkoa denean (% 40tik gorakoa), polimeroaren barneko tentsioa esponentzialki handitzen da, kate molekularren haustura mekaniko goiztiarra eragiten du eta, ondorioz, CS hondatzea bizkortzen du.
Planteamendu eraginkorrena egitura-ingeniariek eta materialen ingeniariek elkarrekin ateratzea da tentsioaren erlaxazio-kurban oinarritutako zirrikitu-tolerantzia bat-, silikonaren osotasuna arriskuan jartzen ez duena eta hamar urteren buruan zigilatzeko presio-erlazio nahikoa mantentzen ez duena.
Zigilu bat sortzeak funtsean denboraren lagun eta etsai bihurtzea esan nahi du.
Zigilatzeko benetako ingeniari batek ez du muntaia amaitzen den unean zigilu estanko bat ziurtatzera soilik bideratzen.
Haien kezka da, hiru, bost edo hamar urte igaro ondoren-tenperatura altuak eta presio biziak behin baino gehiagotan esposiziopean-kate molekularra oraindik tinko atxikita egongo den metalaren gainazalean.
Behin eta berriz isurtzen jarraitzen duen zigilu bat baduzu, baina kausa identifikatu ezin baduzu, edo hornitzailearen jabetza-taulak nahasgarriak iruditzen bazaizkizu-jar zaitez gure salmenta-ingeniariarekin harremanetan zure marrazkiekin eta huts egindako laginekin.