静态密封元件损伤发展的监测

在技​​术应用中，使用密封元件以防止在两个辅助室或部件之间的质量传递。主要通过一系列设计选项来确保所需财产曲线的成就。

除了聚合物和必要的添加剂外，使用哪种填料还具有在建立密封元件的特性方面具有重要部分 - 例如热阻，耐化学性和抗压强度。

密封元件突出环境和操作条件的恒定变化。在一段时间后，必须在一段时间后更换它们，因为它们受到天然的，机械或热氧化的老化过程。

为了保证成本效益，必须在其使用寿命期间使用密封垫片。这可确保密封件不会过早更换，从而节省不必要的购置成本。更换也不会太迟，从而防止泄漏造成的损坏。

可以集成许多控制微系统，以检测密封元件损坏的发展。其中大多数导致整体结构的高度复杂性，并与高成本相关。

图1。DMA GABO Diplexor^®

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通过使用智能监控系统可以获得更简单的解决方案。

增强填料是任何技术弹性体复合材料的必要部分，也可以是导电的。当将导电填料混合到橡胶基质中时，密封元件在系统特定的渗透阈值上方变得导电，并且施加电压。

介电导率的当前改变符合其填充网络的状态，因此密封元件存在损坏。

测试条件

制备填充有70phr炭黑（N 234）的苯乙烯丁二烯橡胶（SBR），以证明密封材料的同时电介质和机械行为，以及如何同时表征机械损伤的进展。

橡胶基质用作绝缘体。随着N 234炭黑的表面积具有石墨纳米微晶结构，它是导电的。炭黑的70phr的图高于渗透阈值 - 为了开发提供所需导电路径的封闭填充网络而是必要的先决条件。

Netzsch的动态机械分析仪DMA GABO EPlexor用于同时进行介电和机械测量，如图1所示。可配备室温压缩模式下的电介质控制器和特殊样品架。电介质控制器配备由Novocontrol GmBH提供的宽带电介质分光计（BDS）。

该装置也称为这种组合中的双工器。压缩夹作为电极操作，并且与仪器的其余部分电隔离，以保证SBR样品的电介质特性是唯一测量的方面。

样品构成2mm厚的圆柱体，其直径为10mm。作为改善与电极接触的手段，从而减少杂散场，使用非常薄的银涂覆样品。

使用1 Hz至105 Hz的频率范围记录介电谱。在5-N的步骤中，静态力从20 N提高到40 N。

测量结果

如果使用定义的静力来压缩SBR样品，则其厚度相应地变化。通过静态负载幅度的增加，可以进一步降低样品厚度。图2示出了此行为。

图2。由于静载荷振幅增加，填充70份N 234的SBR样品的厚度变化。

由于机械负载而在厚度的厚度的改变与真实应用中的密封件的安装程序强烈相关。通过增加机械装载，可以增加SBR样品内的内部摩擦。除了在压缩方向上的填充颗粒的取向或位移之外，这是扩散过程的结果。欧洲杯猜球平台

样品刚度降低，填充网络逐渐被破坏。因此，存在在样品内的传导路径密度的逐渐减小之间存在关联，并且损坏进展。

通过另外的应用交流电场，E（ω）在SBR样品内产生电流。这是因为沿着炭黑簇表面移动的能力由游离电荷载流子获得。然后，这些簇形成从一侧到另一侧的连续导通路径。

电流密度j（ω），与所施加的电场成比例，如下面的公式给出的：

J（ω）=σ*·E（ω）

其中ω=2πf是角频率和σ·是复合介质电导率。复杂的电导率σ*表示每单位时间运输电荷的量度。

图3显示了静负载增加导致的复介电电导率实部σ*的变化。σ*在高达2000 Hz的频率下与频率无关，并达到称为直流电导率的平台值。

图3。由于在室温下在1Hz和107Hz之间的频率范围内的变化静态负载，SBR样品的复合介质电导率，σ*的实际部分的变化。

σ*在较高频率上变为频率依赖性。由于电场的变化与样本极化的立即变化无关，因此该区域称为介电分散。

很明显，随着静态力增加，复杂介电导率的实际方面σ*在整个频率范围内减小。这是填充网络逐渐恶化的结果。

这一事实与传导路径密度的降低有关，由于施加静载荷引起的机械破坏过程，传导路径密度在整个SBR样品中都会降低。因此，监测实际损伤状态的一种聪明方法是监测弹性密封材料使用寿命期间σ*的变化。

当复合介质电导率的实部的变化，在给定的介电频率下分析为改变静载荷的结果时_el，这种行为变得更加清晰。

这在图4中显示了10 Hz的介电频率F的依赖性。

通过图4证实了增加静载荷和降低复杂介电导电性之间的关系。这是SBR样品中的导通路径中的密度降低的结果。这允许监控填充网络中的实际损坏状态。

图4。填充70份N 234的SBR样品的复合介电导电率σ′的实部变化，作为介电频率f下静电力的函数_el，10 Hz。

结论

这初级质量控制系统对于机械负荷下的技术产品是动态的机械分析（DMA）。通过介电分析（DEA）进一步支持技术产品的开发过程。

和DMA相比，DEA有一个非常大的可用频率范围，这使得分子能够深入理解内部动力学。

不费吹灰之力，就可以从对材料微观结构的这一重要洞察中得出结论。当使用导电填料时，这些与主动操作期间成品技术产品的实际损坏状态有关。

结果表明，电介质电导率的电流变化与其填料网络的状态一致，从而导致密封元件的损坏。

Diplexer 500n提供独特的益处。允许在高机械负载下的密封元件的介电特性的表征，从而能够确定它们的性质及其实际操作性能。

此信息已采购，从Netzsch-GerätebauGmbH提供的材料进行审核和调整。欧洲杯足球竞彩

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