ما الذي يحدد اختيار مواد ختم الزيت؟

اختيار ختم الزيت يجب أن تستند المواد إلى الوسط العامل، ودرجة الحرارة التشغيلية طويلة الأمد، وبيئة الاستخدام، وليس على التكلفة أو القابلية العامة. إن اختيار المادة المناسبة يضمن إحكام الختم بشكل مستقر طوال عمر التصميم، في حين أن اختيار مادة غير مناسبة قد يؤدي إلى فشل مبكر، حتى لو كان التصميم الهيكلي سليمًا.

لماذا يجب اختيار مواد خراطيم الزيت وفقًا للظروف التشغيلية

من منظور آلية الختم، يجب أن تُكوّن شفاه خرطوم الزيت فيلم زيت مستقر على سطح العمود. وتُحدد المادة مباشرةً ثلاثة عوامل حرجة:

· ما إذا كانت ستتعرض لهجوم أو تورم بسبب الوسط العامل

· ما إذا كانت مرونتها ستتدهور نتيجة التعرض الطويل لدرجات الحرارة

· مدى مقاومة الشفة للتآكل الناتج عن الاحتكاك

وفقًا للبيانات المستمدة من عدة شركات تصنيع عالمية لواطٍ (بما في ذلك التقارير حول مكونات الختم المستخدمة في نُظُم الدفع بالمركبات)، فإن أكثر من نصف حالات فشل الأختام الزيتية ترتبط بتقادم المواد أو عدم التوافق مع الوسط، وليس بمشاكل الأبعاد أو التركيب. ولهذا يُنظر إلى اختيار المادة على أنه أولوية قصوى في تصميم الأختام الزيتية.

مقارنة بين مواد الأختام الزيتية الشائعة: أي واحدة يجب أن تختار؟

في التطبيقات العملية، تكون المواد التي يتم مناقشتها بشكل متكرر هي المطاط النتريلي والمطاط الفلوري.

المطاط النتريلي مقابل المطاط الفلوري: أيهما أكثر ملاءمة؟

من حيث الأداء:

· يتمتع المطاط النتريلي (NBR) بتوافق جيد مع الزيوت المعدنية والمواد التشحيمية. وهو اقتصادي ومستقر ضمن نطاقات حرارية معتدلة. ومع ذلك، فإنه يتقدم في السن بسرعة أكبر في البيئات ذات درجات الحرارة العالية أو في الزيوت التي تحتوي على إضافات.

· يحافظ FKM على الأداء بشكل أكثر فعالية عند درجات الحرارة العالية ويوفر ثباتًا أفضل في الوقود والزيوت الاصطناعية وبعض الوسائط الكيميائية. وهو أكثر ملاءمة للأنظمة التي تعمل لفترات طويلة، رغم ارتفاع تكلفة المواد والمعالجة المطلوبة له.

تُظهر بيانات الصناعة من كبرى شركات تصنيع المعدات الأصلية للسيارات وموردي نظم الدفع أن الفلوروإلاستومر يتم استخدامه بكثرة أكبر مقارنة بمطاط النتريل في محركات الاحتراق، وأنظمة الدفع الهجينة، وختم المحاور الكهربائية. وفي الوقت نفسه، يظل مطاط النتريل الخيار السائد في علب التروس والمحركات والآلات الزراعية.

الاستنتاج لا يتعلق بأي مادة هي "الأفضل"، بل بأيهما أكثر ملاءمة للظروف التشغيلية المحددة.

كيفية اختيار المواد لمختلف التطبيق سيناريوهات

تقسيم الاختيار حسب التطبيق يجعل القرار أوضح.

· المعدات الصناعية العامة

الوسيط: زيت التشحيم

درجة الحرارة: منخفضة إلى معتدلة، مع تقلبات ضئيلة

المادة الموصى بها: مطاط النتريل

في هذا السيناريو، تأتي أهمية استقرار المادة والكفاءة في التكلفة في المقام الأول، بينما لا داعي للإفراط في المواصفات.

· أنظمة ناقل الحركة والمحركات في السيارات

الوسط: زيت المحرك، سائل ناقل الحركة

درجة الحرارة: درجات حرارة عالية على المدى الطويل

المادة الموصى بها: مطاط فلوري أو مطاط أكريليكي

تشير تقارير الصناعة حول مكونات إحكام الإغلاق في ناقل الحركة إلى ضرورة مقاومة الشيخوخة الحرارية أكثر من التركيز على التكلفة قصيرة الأجل.

· أنظمة الدفع الجديدة للطاقة

الوسط: مواد تشحيم صناعية، سوائل التبريد

درجة الحرارة: ارتفاع موضعي في درجة الحرارة

المادة الموصى بها: مطاط فلوري معدل أو تركيبات مطاطية متخصصة

تتطلب أنظمة الطاقة الجديدة استقرارًا أعلى للمواد. لم يعد معلمة مادة واحدة كافية؛ وغالبًا ما تكون بيانات التحقق من المورد ضرورية.

من هذه الأمثلة، يتضح أن اختيار مادة ختم الزيت يجب أن يستند إلى ظروف التشغيل طويلة الأجل، وليس الأداء قصير الأجل. كما يفسر هذا أيضًا سبب إظهار العديد من تحليلات الفشل لأن seals الزيت تعمل بشكل طبيعي في البداية، ثم تبدأ بعدها في التصلب أو التسرب أو تآكل الشفة بعد فترة من التشغيل.