ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Старение рабочих жидкостей из "Уплотнения и уплотнительная техника " Адсорбция жидкой или газообразной среды на поверхности полимера, миграция ее в объеме (диффузия) и вьще-ление с поверхности (десорбция) определяют интенсивность взаимодействия материалов со средами. Под воздействием этих процессов происходит изменение объема и массы (набухание), растворение компонентов материала (вымывание),, изменение физической структуры, химическая деструкция, изменение механических, реологических и прочих свойств. Чаще всего при этом ухудшаются эксплуатационные свойства материалов, поэтому допустимую степень изменения параметров строго регламентируют. Материалы уплотнений должны быть химически стойки в рабочих и окружающих средах, поэтому далее рассмотрены процессы только физического взаимодействия. [c.205] Правлении убьшания концентрации до тех пор, пока не установится равновесная концентрация по всему объему. При набухании частицы (молекулы, атомы) проникают в полимер, заполняя имеющиеся в нем пустоты, воздействуя на звенья макромолекул и изменяя меж-молекулярную структуру. Вследствие относительно малого объема микропор в полимерах (их суммарный удельный объем не превышает 0,1 см /г [13]) на характеристики массопереноса большое влияние оказывают параметры р и Т, меняющие свободный объем полимера Vf. [c.206] Пример [80]. Определить набухание пластины из полипропилена после t = 24 ч пребывания в воде, если при f = О Со = 0, при t -юо С = 0,4 %, D = 4 -10 м /ч, размеры L= В = 10 см, I = 0,2 см. [c.207] Результат расчета подтверждает, что водо-поглощение материала мало. [c.207] Согласно ГОСТ 12020 — 72 коэффициент диффузии определяют по кинетической кривой набухания образца диаметром d = 50 мм и длиной 1=3 мм. В формулу D = 0,0494/ /fo следует подставлять время to, найденное по кинетической кривой и соответствующее набуханию 0,5 р . [c.208] ОТ температуры для эластомеров показана в табл. 6.5. Установлено, что проницаемость полимера при деформировании меняется при всестороннем сжатии — уменьшается, при растяжении — увеличивается, что можно объяснить изменением свободного объема в структуре полимера. Коэффипиент диффузии при всестороннем сжатии D м /с для РЖ в резинах составляет [80] 3,8 и 1,6 — для резин на основе СКН-40 соответственно при р = О и р = 70 МПа 3j3 и 1,5 — для резин на основе СКМС-10 при тех же р. В полимерах и пластмассах на диффузионные характеристики влияет образование трещин при растяжении. При напряжении ст (0,35. ..0,4) Тт заметных изменений D нет, а начиная с а (0,4... 0,5) процесс переноса среды в материалах резко ускоряется. [c.209] Коэффициент проницаемости электролитов Рв-10 , кг/(м-с-Па), при 50°С по отношению к азотно й и соляной кислотам соответственно равен [13] для ПЭНД - ПО и 0,96 для ПП - 48 и 5,4 для фторопласта 42—62 и 0,73. [c.210] Коэффициент диффузии электролитов / 10 , м с, в поликапроамиде составляет [13] азотной кислоты — 6,7 соляной — 4 серной — 2 фосфорной — 0,95 уксусной — 3,1. Для полиамида в 30%-ной уксусной кислоте D — 1,4-10 м /с в 10 %-ном растворе едкого натра D = 0,4 -10- mV . [c.210] % а — коэффициент, равный 0,35 для СКН-18 0,10 для СКН-26 0,03 для СКН-40 С 9,5% rf = 0,5%. [c.211] Для резин из комбинаций каучуков эта зависимость усложняется — необходимо учитывать содержание НАК в каждом каучуке. Тип и число наполнителей влияют также на степень набухания (рис. 6.7, б). Степень набухания резин на основе СКН в нефтепродуктах определяется соотношением парафиновых, нафтеновых и ароматических углеводородов в жидкости, причем последние вызывают значительное набухание. По степени набухания эталонной резины в различных нефтепродуктах последние располагаются в определенной возрастающей последовательности. Коэффициенты диффузии РЖ через резины указаны в табл. 6.5. [c.211] Кошроль агрессжшости нефтепродуктов. На рис. 6.8 показана зависимость степени набухания резины на основе СКН от анилиновой точки (АТ) нефтепродукта, отражающей соотношение ароматических и парафиновых углеводородов в жидкости (ГОСТ 12329—77). Для распространенных РЖ АТ = 68. ..90°С. Контроль АТ РЖ целесообразен, однако оценка степени воздействия РЖ на резину по АТ дает надежные результаты только для различных партий одной РЖ. РЖ разного химического состава могут иметь одинаковую АТ, но вызывать разное набухание резины. [c.211] Зависимость (6.19) в системе координат Ig является линейной (см. рис. [c.212] Давление набухания. Если контактирующая с жидкостью деталь находится в замкнутом объеме (F= onst), то по мере диффузии жидкости в эластомере возникает давление набухания р,, которое может достигать 20 МПа. По природе давление набухания идентично осмотическому давлению, которое связано с физическими параметрами уравнением, аналогичным уравнению Менделеева — Клапейрона. Давление набухания р, можно описать эмпирическим уравнением в зависимости от концентрации С жидкости в эластомере = = ЯоС , где Ко, к — коэффициенты. [c.213] ДО вследствие обратимого физического процесса релаксации напряжений в резине (при нормальной температуре за несколько десятков часов), а затем медленно уменьшается вследствие старения материала (при дормальной температуре несколько лет). Пример изменения р при 90 °С во времени t для резины на основе каучука СКН-26 в масле показан на рис. 6.12. [c.214] Время старения удо ю рассчитывать по совмещенным кривым (рис. -6.14,6), построенным для каждой марки резины. Предельное значение остаточной деформации, при котором допу скается эксплуатация уплотнений. Ah = 0,8. При установлении срока эксплуатации или хранения необходимо учитывать уменьшение Ps при низких температурах и ускорение процесса старения при механических воздействиях. [c.215] Расчетный срок эксплуатации необходимо сократить, внеся две поправки, учитывающие, что 1) при низких температурах р = Pj м уменьшается в соответствии с формулой Рк.м = Рк ю так кж в перво приближении pjp = (l — Ah) (1 —еДА) 1-Ай (из условия обеспечения герметичности р 0,1 МПа) 2) в динамических режимах вследствие вибрации посадочных мест и пульсации давления в резине интенсифицируются механохимические процессы старения [35, 44, 80]. Определение коэффициента Кв регламентирует ГОСТ 13808 — 79. [c.215] Влияние динамических нагрузок проявляется в уменьшении энергии тивщии процесса старения 1/д = (7 — аЕ, где Е — удельная механическая энергия (см. под-разд. 6.1). Для учета характера нагрузки вводят коэффициент К (при статических нагрузках К = 1,0 при умеренной вибрации 0,9, при сильной вибрации 0,8 и при ударных нагрузках в сочетании с вибрациями 0,6). Разброс параметров уплотнения оценивают коэффициентом запаса = 1,5. [c.215] Вернуться к основной статье