Ανάλυση αστοχίας ελαστικής κάννης συσκευαστή συμπίεσης
Το ελαστικό βαρέλι συσκευασίας είναι πλήρως βυθισμένο σε λάδι και λειτουργεί υπόγεια. Τα μόρια του διαλύτη εισέρχονται στο διασυνδεδεμένο δίκτυο της ελαστικής σφράγισης, προκαλώντας τη διόγκωσή του. Η πυκνότητα της αλυσίδας του δικτύου του συστήματος μειώνεται, η μέση απόσταση τερματικού αυξάνεται και ο συντελεστής μειώνεται, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Παράδειγμα περιγραφής;
Η διαδικασία διόγκωσης των διασταυρωμένων ελαστικών σφραγίδων περιλαμβάνει δύο μέρη: αφενός, ο διαλύτης επιχειρεί να διεισδύσει στην ελαστική σφράγιση για να προκαλέσει διόγκωση του όγκου του. Από την άλλη πλευρά, η επέκταση όγκου της ελαστικής σφράγισης προκαλεί την επέκταση των μοριακών αλυσίδων του δικτύου στον τρισδιάστατο χώρο, προκαλώντας την επέκταση του μοριακού δικτύου. Παράγει ελαστική συστολή υπό πίεση, προσπαθώντας να συρρικνώσει το μοριακό δίκτυο.
Όταν αυτές οι δύο αντίθετες τάσεις αλληλοεξουδετερώνονται, επιτυγχάνεται ισορροπία διόγκωσης, μειώνεται ο συντελεστής ελαστικότητας του ελαστικού κυλίνδρου συσκευασίας και η θλιπτική τάση παραμένει αμετάβλητη, με αποτέλεσμα τη μείωση της απόδοσης στεγανοποίησης. Η αύξηση της θερμοκρασίας επιταχύνει την αστοχία στεγανοποίησης της ελαστικής κάννης.
- Άλλοι λόγοι είναι οι εξής (χαλάρωση στρες, θερμική γήρανση με οξυγόνο)
- Λόγος 1: Χαλάρωση στρες
- Κάτω από την αξονική δύναμη συμπίεσης του ελαστικού φυσιγγίου, η επιφάνεια εργασίας του ελαστικού φυσιγγίου έρχεται σε πλήρη επαφή με το τοίχωμα του περιβλήματος και η αξονική συμπίεση φτάνει τη μέγιστη τιμή. Υπό τη δράση της εξωτερικής δύναμης, τα τμήματα της αλυσίδας του πολυμερούς αναγκάζονται να τεντωθούν προς την κατεύθυνση της εξωτερικής δύναμης, δημιουργώντας έτσι εσωτερική πίεση για να ανταγωνιστούν την εξωτερική δύναμη. Ωστόσο, η μοριακή διαμόρφωση προσαρμόζεται μέσω της θερμικής κίνησης των τμημάτων της αλυσίδας, έτσι ώστε τα σημεία εμπλοκής να διασκορπίζονται, οι μοριακές αλυσίδες παράγουν σχετική ολίσθηση και σταδιακά επανέρχονται στην αρχική τους κυρτή κατάσταση, η εσωτερική πίεση εξαλείφεται σταδιακά και η εξωτερική Η δύναμη που εξισορροπεί φυσικά μειώνεται σταδιακά για να διατηρηθεί. Ολόκληρο το μόριο του σταθερής παραμόρφωσης διασυνδεδεμένου πολυμερούς δεν μπορεί να παράγει κίνηση του κέντρου μετατόπισης μάζας, επομένως η τάση μπορεί να χαλαρώσει μόνο στην τιμή ισορροπίας, με αποτέλεσμα τη μείωση του συντελεστή ελαστικότητας της κάννης στεγανοποιητικού συσκευαστή, με αποτέλεσμα την αστοχία της σφράγισης.
- Λόγος 2: Αστοχία στεγανοποίησης που προκαλείται από θερμική γήρανση με οξυγόνο
Οι πιο κοινές σφραγίδες συσκευασίας που χρησιμοποιούνται σε πετρελαιοπηγές είναι οι σφραγίδες από καουτσούκ νιτριλίου με εξαιρετική αντοχή στο λάδι. Η διαδικασία θερμικής γήρανσης με οξυγόνο του καουτσούκ νιτριλίου φαίνεται στο παρακάτω σχήμα
Αν και το καουτσούκ νιτριλίου έχει καλή αντοχή στο λάδι, το άλφα υδρογόνο στη μοριακή αλυσίδα του καουτσούκ νιτριλίου αντιδρά με το οξυγόνο σε μια ορισμένη θερμοκρασία για να σχηματίσει ένα ασταθές ενδιάμεσο, το οποίο αποσυντίθεται σε δύο τμήματα με μια ομάδα καρβονυλίου και μια ομάδα υδροξυλίου. Η απόδοση του καουτσούκ νιτριλίου αλλάζει αντίστοιχα με την αλλαγή της δομής κατά τη διαδικασία της θερμικής γήρανσης με οξυγόνο. Η αντοχή σε εφελκυσμό και η αντοχή επιμήκυνσης μειώνονται με τη διαδικασία θερμικής γήρανσης με οξυγόνο, με αποτέλεσμα την αστοχία σφράγισης της στεγανοποίησης συσκευασίας.