完美的匹配:如何评估材料的耐化学性和流体兼容性

由:Seema Gangatirkar

将正确的弹性体与应用相匹配是确保O型圈的最佳性能和减少过早失效的关键。需要考虑的一个关键因素是对工艺流体的抵抗力。不同类型的弹性体对各种液体有不同的耐受性,使材料的选择对密封设计至关重要。如果密封材料与特定的介质不相容,密封圈可能会膨胀或经历其他影响,如硬度的变化或物理性能的恶化,如拉伸强度和伸长率,这可能导致密封圈过早失效。  

温度也会影响弹性体抵御化学侵蚀的能力。随着温度的升高,弹性体在工艺流体中保持其特性的能力可能会恶化。在较低温度下表现出良好的耐化学性的弹性体,在较高温度下可能表现得不那么好。因此,在选择材料时必须考虑到温度的影响,以确保它能在流体中保持其特性。

在特定的温度和持续时间下进行的浸入式测试被用来评估一种特定的材料对一系列液体的抵抗力。为了解某种特定材料在热水环境中的表现,一个测试程序的例子如下:

取一个-214的O型圈的物理特性,并将其浸泡在250°F的蒸馏水中三天。从容器中取出后,对O型圈进行测量,以了解材料在热水中的变化情况。通常要测量以下性能的变化: 

  • 硬度 
  • 拉伸强度 
  • 伸长率
  • 量的变化

评估弹性体的耐化学性的一个惯例是确定体积变化的百分比,然后根据该变化指定一个等级。在这种方法中,如果暴露后体积变化的测量值为10%或更小,则认为该材料适合在该温度下用于该液体。体积膨胀的测量值在10%到20%之间一般是合适的。在某些情况下,测量值在20%到40%之间的材料可能仍然适合,但在选择材料之前最好与应用工程师讨论。在该流体中,膨胀率达到或超过40%的弹性体将不被认为是一种好的材料候选。

另一种确定耐化学性的方法除了考虑体积膨胀外,还考虑拉伸强度的变化。在这种情况下,如果弹性体的体积膨胀小于15%,拉伸强度的变化小于15%,就可以判断它与被测试的液体有很好的兼容性。体积和拉伸强度的变化在15%到30%之间,表明该弹性体与浸泡液发生了轻微的化学反应。体积或抗拉强度的变化大于30%,则表明发生了中度的化学侵蚀。

通过审查弹性体在特定工艺流体中的物理性能变化,包括温度的影响,可以推荐合适的材料以确保最佳的密封性能。  

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