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一．進(jìn)口O型圈密封失效的類型

1）材質(zhì)選擇不正確,材料與工作介質(zhì)不匹配；

2）O型圈部分地“ 冷流”到密封間隙中破損；

3）密封結(jié)構(gòu)、型式不合理；

4）溝槽尺寸設(shè)計(jì)不正確, 即壓縮率、拉伸量超出使用范圍；

5）溝槽加工精度、表面粗糙度不符合要求。

二．進(jìn)口Ｏ圈、太空用O型圈

1）O型圈密封由于其結(jié)構(gòu)簡單、密封可靠而被廣泛使用。在航空和航天器中，也經(jīng)常采用這種密封結(jié)構(gòu)，如飛機(jī)和載人飛船的舷窗大多使用這種結(jié)構(gòu)，空間站生物艙的艙門亦采用。材料一般為橡膠，由于橡膠是高分子聚合物，空間的各種環(huán)境條件特別是原子氧對(duì)其密封性能的影響不可忽視。

2）低地球軌道(LEO)的空間環(huán)境主要由N2、O2、Ar、He、H和原子氧AO(atomicoxygen)組成，其中原子氧的含量很多，大約占80%。原子氧不僅具有很強(qiáng)的氧化性，而且當(dāng)飛行器以軌道速度在LEO中運(yùn)行時(shí)，原子氧以(7~8)km/s的相對(duì)速度撞擊材料的表面，其撞擊材料的平均動(dòng)能可達(dá)(4~5)eV，這個(gè)過程會(huì)造成表面材料剝蝕(surfacematerialerosion)及材料性能退化(materialdegradation)，從而引起材料使用效果發(fā)生變化。對(duì)于氟硅膠O型密封件來講，目前國內(nèi)外關(guān)于其原子氧剝蝕效應(yīng)的研究成果較少，因此有必要對(duì)其原子氧的剝蝕效應(yīng)進(jìn)行研究。

3）地面模擬實(shí)驗(yàn)是除空間暴露實(shí)驗(yàn)外應(yīng)用頗為廣泛的一種原子氧剝蝕效應(yīng)的研究方法，與空間實(shí)驗(yàn)相比，其優(yōu)點(diǎn)是限制條件少、費(fèi)用低、周期短，目前工程上大量使用的是等離子體型設(shè)備。這類設(shè)備所得到的關(guān)于原子氧-材料剝蝕效應(yīng)以及數(shù)據(jù)與LEO暴露實(shí)驗(yàn)可以定性地吻合，能夠定性的了解原子氧能量、通量和環(huán)境粒子對(duì)材料性能等的影響，為空間材料的選擇和評(píng)定提供應(yīng)用和設(shè)計(jì)依據(jù)。

三．橡膠密封件的防水性能分析

防水橡膠密封件受壓時(shí)，會(huì)對(duì)接觸面產(chǎn)生接觸應(yīng)力σ，當(dāng)接觸應(yīng)力與設(shè)計(jì)水壓Pw滿足下式時(shí)，可認(rèn)為防水性能良好。

a≥mPw，式中：m為防水橡膠密封件系數(shù)，與防水橡膠密封件的材質(zhì)、形狀、接觸面表而狀況有關(guān)?，F(xiàn)分析O型圈承受0.1MPa、0.15MPa、0.2MPa水壓時(shí)所需的接觸應(yīng)力。在實(shí)際工程中通?？紤]安全系數(shù)3，并認(rèn)為m≥1.15時(shí)能滿足水密性要求。經(jīng)計(jì)算，承受0.1MPa、0.15MPa、0.2MPa水壓所需接觸應(yīng)力分別為0.35MPa、0.51MPa、0.69MPa。與有限元分析得出的三種壓縮量下的大接觸應(yīng)力相比較，可知當(dāng)壓縮量13mm時(shí)，大接觸應(yīng)力僅大于0.1MPa所需的接觸應(yīng)力，只能耐0.1MPa的水壓;壓縮量15mm時(shí)，也只能耐0.1MPa的水壓；壓縮量18mm時(shí)，能耐0.2MPa的水壓。此外，壓縮量小于20mm時(shí)，橡膠件的大壓縮應(yīng)力僅為23kN/m，而結(jié)合施工經(jīng)驗(yàn)通常要求該值控制在60kN/m以下，因此在工程中可以很輕松地將O型圈壓入接縫處或者溝槽中。

四．常用橡膠材質(zhì)簡介

1）NBR丁青橡膠

a. NBR丁青橡膠由丙烯睛與丁二烯共聚合而成，一般使用溫度范圍為-40~120℃。丁睛膠為目前油封及 進(jìn)口O 型圈常用的橡膠材料之一。

b.用丁晴橡膠制作的橡膠零件，特別是密封零件被廣泛地應(yīng)用在燃油箱、潤滑油箱、石油系液壓油、汽油、水、硅潤滑脂、硅油、二酯系潤滑油、甘醇系液壓油等流體介質(zhì)中?？烧f丁青橡膠是目前用途廣、成本低的橡膠密封件。

c. NBR丁青橡膠優(yōu)點(diǎn)

•抗油、抗水、抗溶劑及抗高壓油特性。

•具良好的壓縮歪，抗磨及伸長力。

d.丁青橡膠 NBR缺點(diǎn)

不適合用于極性溶劑之中，例如酮類、臭氧、硝基烴、陸仿等。

2）其他橡膠材質(zhì)

•三元乙丙橡膠（EPDM），極限高溫150度，耐熱、光和化學(xué)性，不耐油。

•硅膠材質(zhì)（SIL）-高溫250度，低溫-60度，耐油一般，不耐磨。

•氟膠（FKM)）- 耐熱240度，耐油性好、耐磨、耐化學(xué)性和優(yōu)異的氣密性。

•聚氨脂（PU）- 耐熱120度，耐油、高耐磨性；由于硬度較高，一般不做成O型圈。

•聚四氟乙烯（PTFE） -耐高溫280度，耐油性好。

3/材料表（部分）