Diagnostika porúch tesnení

Popis

Krúžok je nesprávne stlačený alebo vyplňuje drážku v zlom pomere, pretože jeho rozmer alebo geometria drážky nezodpovedajú aplikácii. Prejavuje sa netesnosťou hneď od začiatku alebo nerovnomerným opotrebovaním po obvode.

Možné príčiny

• Zvolený rozmer krúžku (ID × prierez) nezodpovedá drážke.
• Drážka má nesprávnu hĺbku alebo šírku (zlé stlačenie alebo fill ratio).
• Ignorované objemové zmeny materiálu (napuchnutie) pri návrhu drážky.

Riešenie

• Prepočítajte stlačenie a fill ratio podľa noriem (ISO 3601, drážkové tabuľky).
• Overte rozmer krúžku voči drážke — použite správny ID a prierez.
• Pri médiu spôsobujúcom napuchnutie navrhnite drážku s rezervou na objemovú zmenu.

Popis

Krúžok stráca svoj pôvodný okrúhly prierez a zostáva trvalo sploštený, takže prestáva pôsobiť tesniacou silou. Vzniká pri dlhodobom stlačení za vyššej teploty, keď materiál stratí pružnosť.

Možné príčiny

• Príliš vysoká prevádzková teplota pre daný materiál.
• Nadmerné alebo dlhodobé stlačenie krúžku.
• Materiál s nízkou odolnosťou voči trvalej deformácii pre dané podmienky.

Riešenie

• Zvoľte materiál s lepšou odolnosťou voči trvalej deformácii (FKM, FFKM).
• Znížte stlačenie na hodnotu odporúčanú normou.
• Overte, že prevádzková teplota je v trvalom rozsahu materiálu.

Popis

Krúžok je stlačený nad rámec svojej elastickej rezervy, čím sa preťaží a poškodí ešte pred dosiahnutím bežnej životnosti. Často súvisí s ignorovanými objemovými zmenami materiálu v médiu alebo pri teplote.

Možné príčiny

• Drážka je príliš plytká pre zvolený prierez krúžku.
• Ignorované napuchnutie materiálu — krúžok po nabobtnaní prekročí kapacitu drážky.
• Tepelná rozťažnosť pridaná k mechanickému stlačeniu.

Riešenie

• Navrhnite drážku s rezervou na objemové zmeny (fill ratio < 90 %).
• Zvoľte materiál s nízkym napuchnutím v danom médiu (overte v kompatibilitnej tabuľke).
• Skontrolujte celkové stlačenie vrátane tepelnej rozťažnosti.

Popis

Plyn vniknutý do materiálu pri vysokom tlaku sa pri rýchlom poklese tlaku prudko rozpína a roztrhá krúžok zvnútra. Na povrchu sa objavia pľuzgiere, trhliny alebo rozštiepenie. Typické pre plynové a oil&gas aplikácie.

Možné príčiny

• Rýchle zmeny tlaku v plynnom prostredí (cykly dekompresie).
• Materiál bez AED-odolnej štruktúry zmesi.
• Vysoký tlak nasýtenia plynom pred dekompresiou.

Riešenie

• Zvoľte AED / RGD certifikovaný materiál (FKM alebo FFKM v AED grade).
• Spomaľte rýchlosť dekompresie, ak to proces dovoľuje.
• Použite vyššiu tvrdosť a tesnejšiu drážku pre lepšiu mechanickú podporu.

Popis

Vo vákuu sa z elastoméru odparujú prchavé zložky (najmä zmäkčovadlá), čím krúžok stráca hmotnosť, tvrdne a zmršťuje sa. Vedie k strate tesniacej sily a kontaminácii vákuového priestoru. Kritické pre polovodičové a vákuové aplikácie.

Možné príčiny

• Plastifikovaný elastomér vystavený vysokému vákuu.
• Materiál s vysokým obsahom prchavých prísad.
• Zvýšená teplota urýchľujúca odparovanie.

Riešenie

• Zvoľte materiál s nízkym odplyňovaním (FFKM v low-outgassing grade).
• Vyhnite sa zmesiam s vysokým obsahom zmäkčovadiel.
• Pri kritických aplikáciách overte certifikáciu pre vákuum / polovodiče.

Popis

Krúžok je porezaný, poškriabaný alebo odštiepnutý pri preťahovaní cez ostré hrany, závity alebo drážky počas montáže. Poškodenie je viditeľné ako zárezy alebo chýbajúce kúsky materiálu a spôsobuje okamžitú netesnosť.

Možné príčiny

• Ostré hrany, závity alebo otrepy na ceste montáže.
• Chýbajúce nábehové skosenie (chamfer) na hriadeli alebo v telese.
• Nedostatok lubrikácie pri montáži.

Riešenie

• Zrazte a odhrotujte všetky hrany na montážnej ceste.
• Použite montážny tŕň / objímku cez závity a drážky.
• Krúžok pred montážou namažte kompatibilným mazivom.

Popis

Pri dynamickej aplikácii sa povrch krúžku postupne obrusuje pohybom proti protiľahlej ploche, najmä ak je drsná alebo obsahuje abrazívne častice. Prejavuje sa sploštenými, obrúsenými plochami a stratou materiálu.

Možné príčiny

• Príliš drsný protiľahlý povrch (vysoké Ra).
• Abrazívne častice (kal, piesok) v médiu.
• Nedostatočná lubrikácia v dynamickej aplikácii.

Riešenie

• Zvoľte oteruvzdorný materiál (PU pre dynamiku, XNBR pre abrazívne médiá).
• Zlepšite drsnosť protiľahlého povrchu na odporúčané Ra.
• Pridajte stierací krúžok alebo lepšiu filtráciu proti abrazívnym časticiam.

Popis

Pod vysokým tlakom je časť krúžku vytlačená do medzery medzi komponentmi a postupne sa odtŕha, čím vzniká typický "ohryzený" okraj. Vzniká pri kombinácii vysokého tlaku, veľkej medzery a mäkkého materiálu.

Možné príčiny

• Vysoký tlak v kombinácii s príliš veľkou medzerou.
• Príliš mäkký materiál (nízka tvrdosť Shore).
• Chýbajúci opěrný (back-up) krúžok.

Riešenie

• Pridajte PTFE opěrný (back-up) krúžok proti extrúzii.
• Zvoľte vyššiu tvrdosť alebo oteruvzdornejší materiál (PU).
• Zmenšite medzeru medzi komponentmi na hodnotu z normy.

Popis

Pri pomalom posuvnom pohybe sa krúžok namiesto kĺzania skrúti okolo svojej osi, čím vzniknú špirálovo natočené trhliny na 45° po obvode. Typické pre dlhé hydraulické a pneumatické valce s nedostatočnou lubrikáciou.

Možné príčiny

• Nedostatok lubrikácie pri pomalom posuvnom pohybe.
• Príliš veľký trecí odpor (drsný povrch, vysoké stlačenie).
• Nerovnomerný pohyb spôsobujúci čiastočné kĺzanie a čiastočné valenie.

Riešenie

• Zlepšite lubrikáciu a znížte trecí odpor povrchu.
• Zvážte X-krúžok (quad ring), ktorý je menej náchylný na skrútenie.
• Overte rovnomernosť pohybu a stlačenie krúžku.

Popis

Trvalé prekročenie teplotného limitu materiálu spôsobí jeho stvrdnutie, krehnutie a vznik radiálnych trhlín. Povrch býva lesklý alebo spečený. Materiál stratí pružnosť a tesniacu schopnosť.

Možné príčiny

• Prevádzková teplota nad trvalým limitom materiálu.
• Lokálne prehriatie (trecie teplo, horúce miesta).
• Poddimenzovaný materiál pre teplotné špičky.

Riešenie

• Zvoľte materiál s vyšším teplotným stropom (FKM do 200 °C, FFKM nad 230 °C).
• Pre statické vysokoteplotné aplikácie zvážte VMQ (silikón) so širokým rozsahom.
• Odstráňte zdroj lokálneho prehrievania alebo zlepšite chladenie.

Popis

Médium chemicky napáda elastomér, ktorý napuchne, zmäkne, stvrdne alebo sa rozkladá podľa typu nekompatibility. Prejavuje sa zmenou objemu, hmotnosti, tvrdosti alebo farby krúžku. Najčastejšia príčina predčasného zlyhania.

Možné príčiny

• Nekompatibilita materiálu s prevádzkovým médiom.
• Zmena média alebo prísad bez prehodnotenia materiálu.
• Zvýšená teplota urýchľujúca chemický rozklad.

Riešenie

• Overte kompatibilitu v chemickej tabuľke a zvoľte odolný materiál (FKM pre väčšinu kyselín/palív, FFKM pre rozpúšťadlá a najagresívnejšie médiá).
• Pri zmene média vždy prehodnoťte voľbu materiálu.
• Pri kombinácii agresívneho média a teploty zvážte FFKM.

Popis

V plazmových procesoch (najmä polovodičová výroba) reaktívne ióny erodujú povrch krúžku, ktorý práši, mení farbu a stráca hmotnosť. Často zhoršené nesprávnou drážkou, ktorá vystaví viac povrchu plazme. Vedie ku kontaminácii procesu časticami.

Možné príčiny

• Vystavenie reaktívnej plazme v procesnej komore.
• Nesprávna drážka vystavujúca nadbytočný povrch krúžku.
• Materiál bez plazma-odolnej zmesi.

Riešenie

• Zvoľte plazma-odolný materiál (FFKM v špecializovanom semiconductor grade).
• Navrhnite drážku tak, aby minimalizovala vystavený povrch krúžku.
• Overte čistotu a certifikáciu materiálu pre polovodičové procesy.

Pozorovanie

Tenký lip, slabnúce tesnenie, postupne narastajúci únik.

Možné príčiny

• Normálne dožitie (EOL), abrazívny hriadeľ alebo nedostatočná lubrikácia.

Riešenie

• Vymeňte gufero; pri predčasnom otere zlepšite drsnosť hriadeľa a lubrikáciu, prípadne zvoľte oteruvzdornejší materiál.

Pozorovanie

Krehký lip s radiálnymi prasklinami, strata pružnosti.

Možné príčiny

• Prehriaty lip (vysoká rýchlosť, slabá lubrikácia alebo zlý materiál) → oxidácia.

Riešenie

• Zvoľte teplotne odolnejší materiál (FKM, HNBR) a overte rýchlosť a lubrikáciu lip-u.

Pozorovanie

Deformovaný, zmäknutý lip so stratou tesniacej hrany.

Možné príčiny

• Chemická nekompatibilita — zvolený materiál nevyhovuje médiu.

Riešenie

• Overte kompatibilitu v chemickej tabuľke a zvoľte odolný materiál (FKM pre oleje, palivá a väčšinu chemikálií).

Pozorovanie

Spálený lip, čierny uhlíkový povlak, vypálená drážka v hriadeli.

Možné príčiny

• Beh nasucho pred dosiahnutím lubrikácie pri spustení.

Riešenie

• Zabezpečte mazanie lip-u pred spustením; pri riziku dry-run zvoľte materiál schopný behu nasucho (PTFE).

Pozorovanie

Rýchla strata prítlačnej sily lip-u, náhly únik.

Možné príčiny

• Pružina vypadla pri montáži alebo skorodovala (agresívne médium).

Riešenie

• Skontrolujte usadenie pružiny pri montáži; pri agresívnych médiách použite gufero s nehrdzavejúcou (SS) pružinou.

Pozorovanie

Okamžitý únik už od spustenia, viditeľne prevrátený lip.

Možné príčiny

• Chyba montáže — lip sa zachytil o skosenie alebo závit a prevrátil sa.

Riešenie

• Použite montážnu objímku cez skosenia a závity, namažte lip a lisujte kolmo; po montáži skontrolujte orientáciu lip-u.

Pozorovanie

Zárezy a vruby na tesniacej hrane lip-u.

Možné príčiny

• Drážky, klin, závit alebo otrepy poškodili lip pri montáži.

Riešenie

• Odhrotujte hriadeľ, zakryte drážky a závity montážnou objímkou a lisujte cez ochranný tŕň.

Pozorovanie

Viditeľný stupeň (drážka) vyšúchaný do hriadeľa lip-om.

Možné príčiny

• Dlhodobý oter alebo mäkký hriadeľ (< 45 HRC).

Riešenie

• Použite opravné púzdro (Speedi-Sleeve typ) alebo posunutú podložku pre novú dosadaciu plochu; tvrdší hriadeľ (≥ 45 HRC).

Pozorovanie

Nerovnomerný oter lip-u, periodický (pulzujúci) únik.

Možné príčiny

• Ohnutý hriadeľ alebo opotrebované ložiská — hádzavosť > 0,05 mm TIR.

Riešenie

• Opravte vyosenie hriadeľa a vymeňte opotrebované ložiská tak, aby hádzavosť klesla pod 0,05 mm TIR.

Pozorovanie

Olej presakuje medzi vonkajším priemerom (OD) a dierou.

Možné príčiny

• Kovový OD v nedokonalej (napr. hliníkovej) alebo poškrabanej diere.

Riešenie

• Použite gufero s gumeným OD, ktoré utesní aj nedokonalú dieru; skontrolujte drsnosť a stav diery.

Pozorovanie

Lip zatlačený dozadu, tesnenie posunuté alebo vytlačené.

Možné príčiny

• Tlak nad 0,05 MPa bez podpory pre štandardné nízkotlakové gufero.

Riešenie

• Použite vysokotlakový typ gufera alebo znížte tlak pod limit; pri vyšších rýchlostiach tlak ešte znížte.

Pozorovanie

Jemné praskliny na gume lip-u alebo OD.

Možné príčiny

• Skladovanie / UV / ozón pri materiáloch bez stabilizátora (NBR, ACM).

Riešenie

• Skladujte mimo UV a ozónu; pri vonkajšom nasadení zvoľte ozón-odolný materiál (FKM, prípadne HNBR).

Pozorovanie

Rýchly oter lip-u s viditeľnými abrazívnymi stopami.

Možné príčiny

• Abrazívne častice obišli slabú alebo chýbajúcu prachovku.

Riešenie

• Použite dvojbríté gufero (s prachovkou) alebo pridajte V-krúžok proti prúdu; zlepšite vylúčenie nečistôt.