Diagnostika poruch těsnění

Popis

Kroužek je nesprávně stlačený nebo vyplňuje drážku ve špatném poměru, protože jeho rozměr nebo geometrie drážky neodpovídají aplikaci. Projevuje se netěsností hned od začátku nebo nerovnoměrným opotřebením po obvodu.

Možné příčiny

• Zvolený rozměr kroužku (ID × průřez) neodpovídá drážce.
• Drážka má nesprávnou hloubku nebo šířku (špatné stlačení nebo fill ratio).
• Při návrhu drážky byly ignorovány objemové změny materiálu (nabobtnání).

Řešení

• Přepočítejte stlačení a fill ratio podle norem (ISO 3601, tabulky drážek).
• Ověřte rozměr kroužku vůči drážce — použijte správný ID a průřez.
• U média způsobujícího nabobtnání navrhněte drážku s rezervou na objemovou změnu.

Popis

Kroužek ztrácí svůj původní kruhový průřez a zůstává trvale zploštělý, takže přestává působit těsnicí silou. Vzniká při dlouhodobém stlačení za vyšší teploty, kdy materiál ztratí pružnost.

Možné příčiny

• Příliš vysoká provozní teplota pro daný materiál.
• Nadměrné nebo dlouhodobé stlačení kroužku.
• Materiál s nízkou odolností proti trvalé deformaci pro dané podmínky.

Řešení

• Zvolte materiál s lepší odolností proti trvalé deformaci (FKM, FFKM).
• Snižte stlačení na hodnotu doporučenou normou.
• Ověřte, že provozní teplota je v trvalém rozsahu materiálu.

Popis

Kroužek je stlačený nad rámec své elastické rezervy, čímž se přetíží a poškodí ještě před dosažením běžné životnosti. Často souvisí s ignorovanými objemovými změnami materiálu v médiu nebo při teplotě.

Možné příčiny

• Drážka je příliš mělká pro zvolený průřez kroužku.
• Ignorované nabobtnání materiálu — kroužek po nabobtnání překročí kapacitu drážky.
• Tepelná roztažnost přidaná k mechanickému stlačení.

Řešení

• Navrhněte drážku s rezervou na objemové změny (fill ratio < 90 %).
• Zvolte materiál s nízkým nabobtnáním v daném médiu (ověřte v tabulce kompatibility).
• Zkontrolujte celkové stlačení včetně tepelné roztažnosti.

Popis

Plyn vniknutý do materiálu za vysokého tlaku se při rychlém poklesu tlaku prudce rozpíná a roztrhne kroužek zevnitř. Na povrchu se objeví puchýře, trhliny nebo rozštěpení. Typické pro plynové a oil&gas aplikace.

Možné příčiny

• Rychlé změny tlaku v plynném prostředí (cykly dekomprese).
• Materiál bez AED-odolné struktury směsi.
• Vysoký tlak nasycení plynem před dekompresí.

Řešení

• Zvolte AED / RGD certifikovaný materiál (FKM nebo FFKM v AED grade).
• Zpomalte rychlost dekomprese, pokud to proces dovolí.
• Použijte vyšší tvrdost a těsnější drážku pro lepší mechanickou podporu.

Popis

Ve vakuu se z elastomeru odpařují těkavé složky (zejména změkčovadla), čímž kroužek ztrácí hmotnost, tvrdne a smršťuje se. Vede ke ztrátě těsnicí síly a kontaminaci vakuového prostoru. Kritické pro polovodičové a vakuové aplikace.

Možné příčiny

• Změkčovadly plněný elastomer vystavený vysokému vakuu.
• Materiál s vysokým obsahem těkavých přísad.
• Zvýšená teplota urychlující odpařování.

Řešení

• Zvolte materiál s nízkým odplyňováním (FFKM v low-outgassing grade).
• Vyhněte se směsím s vysokým obsahem změkčovadel.
• U kritických aplikací ověřte certifikaci pro vakuum / polovodiče.

Popis

Kroužek je pořezaný, poškrábaný nebo naštípnutý při přetahování přes ostré hrany, závity nebo drážky během montáže. Poškození je viditelné jako zářezy nebo chybějící kusy materiálu a způsobuje okamžitou netěsnost.

Možné příčiny

• Ostré hrany, závity nebo otřepy na cestě montáže.
• Chybějící náběhové sražení (chamfer) na hřídeli nebo v tělese.
• Nedostatek lubrikace při montáži.

Řešení

• Srazte a odjehlete všechny hrany na montážní cestě.
• Použijte montážní trn / objímku přes závity a drážky.
• Kroužek před montáží namažte kompatibilním mazivem.

Popis

Při dynamické aplikaci se povrch kroužku postupně obrušuje pohybem proti protilehlé ploše, zejména pokud je drsná nebo obsahuje abrazivní částice. Projevuje se zploštělými, obroušenými plochami a ztrátou materiálu.

Možné příčiny

• Příliš drsný protilehlý povrch (vysoké Ra).
• Abrazivní částice (kal, písek) v médiu.
• Nedostatečná lubrikace v dynamické aplikaci.

Řešení

• Zvolte otěruvzdorný materiál (PU pro dynamiku, XNBR pro abrazivní média).
• Zlepšete drsnost protilehlého povrchu na doporučené Ra.
• Přidejte stírací kroužek nebo lepší filtraci proti abrazivním částicím.

Popis

Za vysokého tlaku je část kroužku vytlačena do mezery mezi komponenty a postupně se odtrhává, čímž vzniká typický "okousaný" okraj. Vzniká při kombinaci vysokého tlaku, velké mezery a měkkého materiálu.

Možné příčiny

• Vysoký tlak v kombinaci s příliš velkou mezerou.
• Příliš měkký materiál (nízká tvrdost Shore).
• Chybějící opěrný (back-up) kroužek.

Řešení

• Přidejte PTFE opěrný (back-up) kroužek proti extruzi.
• Zvolte vyšší tvrdost nebo otěruvzdornější materiál (PU).
• Zmenšete mezeru mezi komponenty na hodnotu z normy.

Popis

Při pomalém posuvném pohybu se kroužek místo klouzání zkroutí kolem své osy, čímž vzniknou spirálovitě natočené trhliny v 45° po obvodu. Typické pro dlouhé hydraulické a pneumatické válce s nedostatečnou lubrikací.

Možné příčiny

• Nedostatek lubrikace při pomalém posuvném pohybu.
• Příliš velký třecí odpor (drsný povrch, vysoké stlačení).
• Nerovnoměrný pohyb způsobující částečné klouzání a částečné valení.

Řešení

• Zlepšete lubrikaci a snižte třecí odpor povrchu.
• Zvažte X-kroužek (quad ring), který je méně náchylný ke zkroucení.
• Ověřte rovnoměrnost pohybu a stlačení kroužku.

Popis

Trvalé překročení teplotního limitu materiálu způsobí jeho ztvrdnutí, křehnutí a vznik radiálních trhlin. Povrch bývá lesklý nebo spečený. Materiál ztratí pružnost a těsnicí schopnost.

Možné příčiny

• Provozní teplota nad trvalým limitem materiálu.
• Lokální přehřátí (třecí teplo, horká místa).
• Poddimenzovaný materiál pro teplotní špičky.

Řešení

• Zvolte materiál s vyšším teplotním stropem (FKM do 200 °C, FFKM nad 230 °C).
• Pro statické vysokoteplotní aplikace zvažte VMQ (silikon) se širokým rozsahem.
• Odstraňte zdroj lokálního přehřívání nebo zlepšete chlazení.

Popis

Médium chemicky napadá elastomer, který nabobtná, změkne, ztvrdne nebo se rozkládá podle typu nekompatibility. Projevuje se změnou objemu, hmotnosti, tvrdosti nebo barvy kroužku. Nejčastější příčina předčasného selhání.

Možné příčiny

• Nekompatibilita materiálu s provozním médiem.
• Změna média nebo přísad bez přehodnocení materiálu.
• Zvýšená teplota urychlující chemický rozklad.

Řešení

• Ověřte kompatibilitu v chemické tabulce a zvolte odolný materiál (FKM pro většinu kyselin/paliv, FFKM pro rozpouštědla a nejagresivnější média).
• Při změně média vždy přehodnoťte volbu materiálu.
• Při kombinaci agresivního média a teploty zvažte FFKM.

Popis

V plazmových procesech (zejména polovodičová výroba) reaktivní ionty erodují povrch kroužku, který práší, mění barvu a ztrácí hmotnost. Často zhoršené nesprávnou drážkou, která vystaví více povrchu plazmě. Vede ke kontaminaci procesu částicemi.

Možné příčiny

• Vystavení reaktivní plazmě v procesní komoře.
• Nesprávná drážka vystavující nadbytečný povrch kroužku.
• Materiál bez plazmově odolné směsi.

Řešení

• Zvolte plazmově odolný materiál (FFKM ve specializovaném semiconductor grade).
• Navrhněte drážku tak, aby minimalizovala vystavený povrch kroužku.
• Ověřte čistotu a certifikaci materiálu pro polovodičové procesy.

Pozorování

Ztenčený břit, slábnoucí těsnění, postupně narůstající únik.

Možné příčiny

• Normální dožití (EOL), abrazivní hřídel nebo nedostatečná lubrikace.

Řešení

• Vyměňte gufero; při předčasném otěru zlepšete drsnost hřídele a lubrikaci, případně zvolte otěruvzdornější materiál.

Pozorování

Křehký břit s radiálními prasklinami, ztráta pružnosti.

Možné příčiny

• Přehřátý břit (vysoká rychlost, slabá lubrikace nebo špatný materiál) → oxidace.

Řešení

• Zvolte teplotně odolnější materiál (FKM, HNBR) a ověřte rychlost a lubrikaci břitu.

Pozorování

Deformovaný, změklý břit se ztrátou těsnicí hrany.

Možné příčiny

• Chemická nekompatibilita — zvolený materiál nevyhovuje médiu.

Řešení

• Ověřte kompatibilitu v chemické tabulce a zvolte odolný materiál (FKM pro oleje, paliva a většinu chemikálií).

Pozorování

Spálený břit, černý uhlíkový povlak, vypálená drážka v hřídeli.

Možné příčiny

• Běh nasucho předtím, než se při spuštění ustaví lubrikace.

Řešení

• Zajistěte mazání břitu před spuštěním; při riziku dry-run zvolte materiál schopný běhu nasucho (PTFE).

Pozorování

Rychlá ztráta přítlačné síly břitu, náhlý únik.

Možné příčiny

• Pružina vypadla při montáži nebo zkorodovala (agresivní médium).

Řešení

• Zkontrolujte usazení pružiny při montáži; u agresivních médií použijte gufero s nerezovou (SS) pružinou.

Pozorování

Okamžitý únik už od spuštění, viditelně převrácený břit.

Možné příčiny

• Chyba montáže — břit se zachytil o sražení nebo závit a převrátil se.

Řešení

• Použijte montážní objímku přes sražení a závity, namažte břit a lisujte kolmo; po montáži zkontrolujte orientaci břitu.

Pozorování

Zářezy a vruby na těsnicí hraně břitu.

Možné příčiny

• Drážky pro pero, drážkování, závity nebo otřepy poškodily břit při montáži.

Řešení

• Odjehlete hřídel, zakryjte drážky pro pero a závity montážní objímkou a lisujte přes ochranný trn.

Pozorování

Viditelný stupeň (drážka) vydřený do hřídele břitem.

Možné příčiny

• Dlouhodobý otěr nebo měkký hřídel (< 45 HRC).

Řešení

• Použijte opravné pouzdro (typ Speedi-Sleeve) nebo posunutou podložku pro novou dosedací plochu; tvrdší hřídel (≥ 45 HRC).

Pozorování

Nerovnoměrný otěr břitu, periodický (pulzující) únik.

Možné příčiny

• Ohnutý hřídel nebo opotřebená ložiska — házivost > 0,05 mm TIR.

Řešení

• Opravte vyosení hřídele a vyměňte opotřebená ložiska tak, aby házivost klesla pod 0,05 mm TIR.

Pozorování

Olej prosakuje mezi vnějším průměrem (OD) a dírou.

Možné příčiny

• Kovový OD v nedokonalé (např. hliníkové) nebo poškrábané díře.

Řešení

• Použijte gufero s pogumovaným OD, které utěsní i nedokonalou díru; zkontrolujte drsnost a stav díry.

Pozorování

Břit zatlačený dozadu, těsnění posunuté nebo vytlačené.

Možné příčiny

• Tlak nad 0,05 MPa bez podpory pro standardní nízkotlaké gufero.

Řešení

• Použijte vysokotlaký typ gufera nebo snižte tlak pod limit; při vyšších rychlostech tlak ještě snižte.

Pozorování

Jemné praskliny na gumě břitu nebo OD.

Možné příčiny

• Skladování / UV / ozon u materiálů bez stabilizátoru (NBR, ACM).

Řešení

• Skladujte mimo UV a ozon; při venkovním nasazení zvolte ozonu odolný materiál (FKM, případně HNBR).

Pozorování

Rychlý otěr břitu s viditelnými abrazivními stopami.

Možné příčiny

• Abrazivní částice obešly slabou nebo chybějící prachovku.

Řešení

• Použijte dvoubřité gufero (s prachovkou) nebo přidejte V-kroužek proti proudu; zlepšete vyloučení nečistot.