常見的失效原因主要有4種：設計錯誤、選材錯誤、密封件質量問題和使用不當。
1. 設計錯誤
設計錯誤通常是由於設計人員對產品認識不足造成的。比如對密封件承受的壓力估計不足、對密封面上接觸應力分布的認識有誤、安放密封件的溝槽設計不合理等。
有限元分析(FEA)常常被用來輔助密封件的設計和失效分析。我們曾為某美國客戶做過一個密封件，該密封件以塑料為主體，局部包上橡膠?？蛻粼跈z測零件的過程中發(fā)現(xiàn)，塑料部分在測試時容易破裂，從而得出結論是：塑料件在二次成型時(即將橡膠包覆在塑料件上)被損壞了。經我們分析後發(fā)現(xiàn)，塑料件都是在一個地方破裂的。通過有限元分析，我們發(fā)現(xiàn)，塑料件的破損部位實際上是密封件受到最大應力的地方，此處應力已經遠遠超過塑料所能承受的。
如果在設計的時候客戶就用有限元方法分析過該產品，不但可以避免類似的錯誤，還可以節(jié)省其時間和金錢。當然，想要成功的分析預測橡膠密封件的性能，不但要有合適的有限元分析軟件，還要有豐富的材料經驗、建模經驗和長期的數(shù)據(jù)積累。
2. 選材錯誤
常用的橡膠密封材料有三元乙丙橡膠(EPDM)、丁腈橡膠(NBR)、硅橡膠(VMQ)、氟橡膠(FKM或者FPM)和氯丁橡膠(CR)等。
這些橡膠的特性各不相同，應用也不同。選擇材料要從多方面考慮，比如使用溫度、材料是否耐受介質、材料的硬度、壓縮永久變形和耐磨性等各種因素。
選材錯誤常常是因為設計人員對各種材料的性能不熟悉。一個經驗豐富的橡膠密封件供應商能一開始就指出選材的問題。
我們有個國內客戶不喜歡正在使用的O圈，因為這個O圈很容易壞。我們檢查了更換下來的樣品，發(fā)現(xiàn)樣品表面有龜裂，紋路很像臭氧老化。我們又詢問了O圈的使用環(huán)境，發(fā)現(xiàn)周圍有很多機械設備和電動馬達。這下答案就有了：電動馬達的火花能產生臭氧，造成了局部小環(huán)境臭氧濃度較高;而客戶所選材料為丁腈橡膠，不耐受臭氧。為了驗證結論，我們在實驗室臭氧老化箱中做了測試，結果客戶提供的新O圈表面也出現(xiàn)了類似的裂紋。由於該密封件只與空氣長期接觸，沒有礦物油等其他物質，我們最終推薦了三元乙丙橡膠來代替客戶的現(xiàn)有產品。
有時使用環(huán)境比較復雜，或者是一個全新的設計，選擇材料就不是件非常容易的事了。除了仔細甄別各種影響因素外，還需要進行功能測試。
3. 密封件質量
密封件的生產質量與最終產品的可靠性密切相關。常見的問題有：原材料質量不穩(wěn)定、橡膠混煉時投錯原料、原料或者混煉膠儲存不當(交叉污染)、膠料混煉不均勻、硫化條件(溫度、時間、壓力等)不妥、密封件產品保存不當、模具使用不當?shù)?。這些問題往往涉及到生產過程中的質量控制。定貨方在選擇密封件生產廠時，應該經過多次考察、調研并進行產品測試。在供貨的過程中，還可要求密封件的生產企業(yè)提供真實、準確的檢驗報告。
4. 密封件使用不當
一個好密封件，如果使用不當，也會造成整個產品失效，比如潤滑油使用錯誤。
我們的某個客戶反饋說O圈零件的尺寸與要求差異很大。當我們分析樣品時才發(fā)現(xiàn)，客戶用錯了潤滑油。該O圈是由三元乙丙橡膠制成，材料本身不耐礦物油類的潤滑油。客戶涂上這種潤滑油，會造成產品體積溶脹。後來讓客戶改用硅油就沒有問題了。
另外一類常見的問題為安裝錯誤。比如在O圈裝配過程中產生了扭曲;由於安裝不當而造成密封件受壓不均勻;密封件的潤滑不夠等失誤。如果這些失誤是由密封件的生產廠家造成的，那么這屬於生產質量所控制的范圍之內。如果由定貨方或者第三方造成，那么就屬於使用不當了。
當今科技日新月異，巿場上出現(xiàn)了很多新的密封件材料和工程設計，以滿足各種苛刻的使用要求。同時，大多數(shù)密封件的制造商也采用了科學的質量管理體系。遺憾的是，這些努力都不能杜絕密封件失效。因而，失效分析就顯得更為重要了。
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