Знакомьтесь, уплотнительные кольца от Симрит.

O-Ring кольца круглого сеченияЧто может быть проще и понятнее из всех уплотнительных элементов, чем обычное кольцо круглого сечения, которое каждый из нас, наверняка, неоднократно видел и держал в руках?

Тем не менее, этот, казалось бы столь простой уплотнительный элемент, скрывает в себе много тайн, некоторые из которых, насколько это возможно исходя из объёмов статьи, мы постараемся вам раскрыть.

Итак, с чего же начать? Начнем, пожалуй, с описания внешнего вида изделия, который зачастую, если не считать цены, позволяет потребителю судить о правильности выбора.

Во-первых, это цвет. Цвет может быть черным, коричневым, жёлтым, красный, зелёным и т. д., также может меняться его насыщенность и глубина распределения оттенка по поверхности материала (что, кстати, говорит о невысоком качестве сырья). Кольцо может быть бесцветным и прозрачным, когда оно изготовлено из VMQ (силиконовый каучук). Сама по себе цветовая гамма не определяет физико-химические свойства материала и его стойкости к рабочим средам, т. к. кольцо чёрного цвета может быть изготовлено, к примеру, из EPDM, FKM или NBR. По сути, цветовое отличие колец никак не регламентируется, и регулируется традициями того или иного производителя, а также предпочтениями потребителей.

Выбор материала уплотнения зависит от условий эксплуатации, а именно - температуры, давления, химического состава уплотняемой среды и области применения. Современные материалы позволяют эксплуатировать кольца при рабочих температурах от -60° до +260 °С. Компания Симрит имеет самый большой в мире ассортимент материалов для колец круглого сечения.

Вторым, не менее важным параметром кольца, является наличие или отсутствие дефектов поверхности.

Типичными дефектами поверхности кольца, говорящими о низком качестве производства являются: облой, образующийся при изготовлении кольца в пресс-форме; некруглость кольца в сечении и по форме; скручивание кольца при его свободном расположении на плоской поверхности (характерно для колец большого диаметра); посторонние включения в материал кольца; “пузырчатость” поверхности и т. д. Все эти и другие недостатки являются признаками бракованных изделий, не подлежащих эксплуатации.

Таким образом, имея в руках два стандартных кольца одинакового цвета, без очевидных признаков низкого качества, покупатель стоит перед выбором, что ему предпочесть? Цвет одинаковый, твёрдость и эластичность весьма похожи, маркировки нет, т. к. у кольца круглого сечения вся поверхность является рабочей и маркировке не подлежит. Поэтому от анализа внешних признаков конкретных изделий необходимо перейти к рассмотрению факторов второго порядка, скрытых от взгляда, но являющихся не менее важными, а именно: кто производитель кольца, и кто доверяет этому производителю?

В повседневной жизни эти вопросы мы задаем себе очень часто при необходимости выбора. Рассматривая случай с кольцами круглого сечения, мы бы хотели особо отметить факторы, влияющие на качество готовых уплотнений, и которые в итоге приводят к доверию потребителей.

Постараемся рассмотреть этот вопрос максимально подробно. Что лежит в основе принципа уплотнения? В его основе лежит свойство материала к упругой деформации, т.е. стремление уплотнительного элемента после сжатия вернуться в исходную форму. Недаром же само понятие слова "уплотнять" в обсуждаемом случае обозначает “плотно прижать”, “не допустить утечку”, а “эластомер” (резина) несёт в себе понятие эластичности.

Какой материал обладает требуемой нам для производства уплотнения упругостью? Очевидно, что это резина, в основе которой лежит каучук – природное либо синтетическое эластичное вещество, придающее упругость изготавливаемому на его основе изделию. Его стоимость достаточно высока.

Именно поэтому химическая промышленность, с целью удешевления продукции, научилась имитировать каучук при помощи дешевых пластификаторов, на основе отходов из нефтепродуктов, которые добавляются в определенной пропорции в разбавленный сажей каучук, с целью его экономии. Задача пластификатора в данном случае придать эластичность твердым частицам сажи. Таким образом, добавив в исходную смесь для приготовления конечного материала определенное количество пластификатора, можно получить более дешевый аналог готового уплотнения.

Таким образом, существуют два способа изготовить упругую деталь: (1) сделать её на основе каучука, т.е. материала с максимальной упругостью; (2) изготовить специальную резину, которая по своим свойствам похожа на каучук, но при помощи более дешевых добавок. При этом новые детали из двух различных материалов будут практически неотличимы по качеству. Что же будет происходить далее, в процессе эксплуатации?

У пластификатора имеются два свойства, определяющие недостатки готовых изделий, в которых им злоупотребляют, а именно: пластичность, т. е. свойство материала под действием давления менять форму, а также возможность его частичной диссоциации (растворения подобного в подобном) при работе в определенных условиях.

В первом случае, при нагрузке кольцо принимает заданную форму, а при её снятии не торопится вернуть исходную, т. к. для этого попросту не хватает эластичности. В итоге через кольцо начинается утечка, т.к. сила прижатия пластичного уплотнения ниже по сравнению с эластичным.

Во втором случае частицы пластификатора в составе резины, взаимодействуя с масленой средой, начинают растворяться в ней, причем нагрев служит катализатором процесса. Через короткое время материал кольца затвердевает, т.к. пластификатор полностью растворяется в масле, и через уплотнение начинается течь. Если в этот момент вытащить кольцо из рабочего органа, то оно будет твёрдым и хрупким. Если же течь осталась незамеченной, то материал кольца, в скором времени потеряет практически все молекулярные связи и размягчится.

Таким образом, хороший производитель колец круглого сечения, которого предпочитают покупатели за гарантию надежности уплотнений, всегда стремится предложить такие резиновые смеси, в которых количество пластификатора минимально необходимое, и не приводит к потере пластичности уплотнения при эксплуатации.

Фактор, косвенно указывающий на количество сажи и пластификатора в резине, это цена уплотнения: чем больше сажи и пластификатора по сравнению с каучуком, тем дешевле готовое изделие из этой резины.

В заключении хочется обобщить, что стоимость уплотнительного кольца занимает весьма незначительную часть стоимости узла и работ по замене уплотнений, в то время как утечки через дешевые кольца с большим количеством пластификатора приводят к увеличению затрат на замену уплотнений и простой оборудования.

В таблице 1 мы свели основной принцип подбора колец круглого сечения, предлагаемых Симрит относительно подбора колец по ГОСТ 18829-73, ГОСТ 9833-73.

Таблица 1

Сравнение обозначений колец круглого сечения

Наименование Кольца резиновые уплотнительные круглого сечения для гидравлических и пневматических устройств ГОСТ 18829-73, ГОСТ 9833-73 ISC O-Ring – Кольца круглого сечения. Сортность по DIN 3771
Пример обозначения Кольцо 020-025-30-2-4 ГОСТ 18829-73 Кольцо круглого сечения ISC O-Ring 19,2-3 72 NBR 872 арт. № 446783
Размеры кольца

020 – это диаметр штока, мм

025 – диаметр цилиндра, мм

30 – диаметр сечения в мм, умноженный на 10

d1 номин. = 19,5 -0,4

d2 = 3,0 +0,2/-0,1

d1 = 19,2 +0,22 – внутренний диаметр кольца, мм

d2 = 3 – диаметр сечения кольца, мм

Точность изготовления 1-я цифра после размеров кольца обозначает группу точности (1 или 2)

Сортность N (стандартное качество),

сортность S (особое качество)

Материал кольца

2-я цифра после размеров кольца обозначает группу резины:

группы резин 1, 2, 3 (нитрилкаучуки); 4, 5 (фторкаучуки); 6 (силиконовый каучук)

72 NBR 872 – нитрилкаучук твёрдостью 72 ед. по Шору А;

80 FKM 610 - фторкаучук твёрдостью 80 ед. по Шору А;

70 EPDM 281 – этиленпропиленкаучук

твёрдостью 70 ед. по Шору А

* - стандартная программа Симрит предлагает кольца круглого сечения круглой формы, а также бесконечный, изготовленный методом экструзии шнур с профилем круглого сечения. Остальные формы колец доступны по запросу

 

(с) 2012 ООО "Фройденберг Симрит"