Designatio Producti — Designatio Sigilli Statici

Corpus designi sigilli est ut per effectus combinatos structurae, tolerantiarum, materiarum, et aliorum factorum productum omnes vias per quas effluere possit per totam eius vitam operativam impediatur.

Si sigillum tantummodo inspicis cum primum factum est et neglegis res tales ut tolerantes annuli sigillorum, tolerantes partium, aut modum quo sigillum post aetatem agit, facile postea effluentiae oriri possunt. Haec omnia ab initio designi considerare debes.

Informationes publicae sigilla in sigilla statica et sigilla dynamica dividunt (scilicet utrum motus relativus inter sigillum et partes dum operatur adsit necne). Focus designi pro utroque valde diversum est. Hoc articulum de solis sigillis staticis agit.

Contenta

1. Principium Sigillandi et Modi Defectus

2. Designatio Structurae Annuli Sigillantis

1. Modi Defectus in Diversis Statibus

2. Pressio Contactus et Longitudo Contactus sub LMC

3. Ratio Impletionis et Tensio Localis sub MMC

3. Resistenta Adversus Tempus Annulorum Sigillantium

1. Definitio Settis Compressionis

2. Quomodo Deformatio per Compressionem ad Pressionem (Rationem Compressionis), Temperaturam, et Tempus Aetatis Relat

3. Methodus Celeris Aestimationis Post Aetatem

4. Orbis Huius Articuli et Futuri Argumenti

1. Principium Sigillandi et Modi Defectus

Productum signum efficit quia elastomerum (anulus signans) in superficiem contactus premitur et gas vel liquidum transire prohibet.

Ex puncto visu viae per quam effluit, signi defectus duae sunt principales formae:

• Effluxus interfacialis: Inter anulum signantem et superficiem contactus accidit, cum aptatio non satis bona est. Fluidum per interficiem aut rimam fluit.

• Permeatio materiae: Moleculae gas vel liquidum per ipsam materiam caoutchucis vel plasticae moleculare transire possunt.

In rebus mechanicis veris, experimentum per bullas sub pressione positivam saepius magnos effluxus interfaciales facilius detegit. Defectus isolationis post immersionem melior est ad iudicandum utrum totum productum systematis ordine perfluet.

Nota importantissima: Rēsultāta examinum nōn indicant automātice causam exactam defectūs. Exemplī grātiā, prōductum fortasse nūllās bullās ostendit sub pressiōne positīvā, sed tamen in īnsulātiōne dēficiet sub pressiōne negatīvā. Hoc nōn probat permeātiōnem materiae — fortasse adhūc est fīssūra interfaciālis, defectus locālis in anulō sigillāndī, aut alius perexītus.

2. Designatio Structurae Annuli Sigillantis

Omnēs manuālēs dēsignī pūblicae omnēs sēmper iubent, cum anulus sigillāndī dēsignātur, simul cōnsiderāre quantitātem compressiōnis, implēmentum sulcī, distentiōnem/statum installātiōnis, finītūram superficiei, et tolerāntiās. Compressiō parva contactum praebet inlepidum; compressiō nimia autem deformationem permanentem accelerat, vim coniungendī nimis augēt, aut damnum locale causat.

Ad dēsignandum ingeniōsum, analysin elementōrum fīnītōrum (FEA) utī potēs ad simulandum anulum sigillāndī sub distentiōne, coniūnctiōne, etc., et fidēlitātem iūdicandam per numerōs praecipuōs. Praecipua quae rēspicienda sunt hae sunt.

Nota: Hi numerī sunt indicātōrēs ingeniōsī proxi, nōn mensūrae directae ipsīus exsūgātiōnis.

1. Modi Defectus in Diversis Statibus

Dum structura recensetur, primum investiga num modi defectus manifesti sub diversis dimensionum combinationibus et statibus coniunctionis appareant, ut:

• Collapsus labii obsidentis

• Circumflectio aut compressio

• Extrusio localis

• Manifesta concentratio abnormalis stress

Hoc gradus tibi indicat num obsidens adhuc in condicione normali operandi maneat. Etiam si ratio compressionis nominalis satis bene videtur, si labium obsidentis collassum est vel plicatum est sub extrema coniunctione, fidibilitas adhuc minui potest.

2. Pressio contactus et longitudo contactus sub LMC (condicio minima materiae)

Pro obsidentibus staticis, LMC (dimensio annuli obsidentis ad minimum tolerantiæ, interstitium sulci ad maximum tolerantiæ) saepe est momentus infirmior, quia haec combinatio pressionem contactus et longitudinem contactus facilius minuit.

In campo connectoris, experientia docet ut in primo dispositive silicis caoutchouc designum ad pressionem positivam >500 kPa et ad longitudinem contactus >0,6 mm tendat. Haec est valor referentiae qui hermeticitatem aeris ad 28 kPa post 1008 h ad 125°C (paene aequivalens ad profunditatem aquae 3 m) praestare potest.

Notae additae:

① Si opus est, etiam deformationem partium coniungendarum sub vi considerare oportet.

② Pressio contactus et longitudo sunt inspectiones macroscopicae; in microscopico tamen ad canales per quos effluere possit, qui ex asperitate superficiei oriuntur, cogitandum est.

3. Ratio impletionis et stress localis sub MMC (conditio materiae maxime).

Sub MMC anulus sigillans magis probabile est supra-comprimi. Ad haec observanda est:

• Utrum ratio impletionis sectionis transversae nimis alta sit (sub 100 % manere debet).

• Utrum stress locale superet id quod materiale sustinere potest (sub robore tractionis caoutchouc manere debet) et tendentiam ad conterendum ostendat.

• Utrum periculum extrusionis adsit.

3. Resistenta Adversus Tempus Annulorum Sigillantium

Prior pars tractavit de functione anuli sigillantis novi, et analysi elementorum finitorum (FEA) satis accuratae praebere possunt res pro eo.

Sed materiae caoutchoucenses subiiciuntur permanenti deformationi per compressionem, relaxationi tensionis, aetationi thermicae, et decremento proprietatum cum tempore, itaque interfacies sigillandi gradatim amittit vim contactus suam originalem.

Successus in initialibus examinibus non significat eam adhuc esse fidam ad finem vitae. A principio conceptionis factores aetationis considerare oportet.

1. Definitio Settis Compressionis

Deformatio per compressionem est index cardinalis ad iudicandam elasticitatem caoutchoucis post compressionem diuturnam.

Id significat quod, postquam anulus sigillans diu compressus et aetatus est, si pressio tollatur, non plene restituetur ad formam suam pristinam. Quo maior est deformatio per compressionem, eo deterior est facultas restituendi et maior est periculum amittendi effectivum contactum sigillandi ad finem vitae.

(Hic articulus diagramma deformationis per compressionem ostendit.)

(Articulus ostendit normalem instrumenti indus trialis ad experimentum de deformatione permanenti annuli sigillantis — blocum caoutchouc dimensionis normalis inter tabulas positum.)

2. Quomodo Deformatio per Compressionem ad Pressionem (Rationem Compressionis), Temperaturam, et Tempus Aetatis Relat

Qualitative, tres principales causae sunt pressio (gradus compressionis), temperatus, et tempus.

(Articulus graphem de deformatione permanenti caoutchoucis siliconici VMQ versus gradum compressionis ostendit. Pro VMQ, compressio parva nimis aut magna nimis non optima est ad usum diuturnum.)

(Nota: Cum compressio levissima est, numerus "procentualis" deformationis permanentis valde magnus videri potest.)

(Articulus graphem de deformatione permanenti post aetationem ad diversas temperaturas ostendit — temperatus altior recuperationem deteriorat.)

(Articulus approximativam vitam usus diversorum materialium sigillantium ad varias temperaturas ostendit — ad informationem tantum.)

(Articulus graphem de deformatione permanenti caoutchoucis NBR versus tempus aetationis ostendit.)

3. Methodus Celeris Aestimationis Post Aetatem

In arte ingeniaria, valorem compressionis aetatis in designum primum reponere potes, ut cito explorare possis an sufficiens sit spatium et periculum defectus ad finem vitae aestimare.

Exemplum: Si ratio compressionis initialis 10% est, sed post 1008 h ad 125°C compressio aetatis ad 17% crescat, tum signum hermeticum post aetationem vix dubie deficiet. Augendam igitur rationem compressionis initialis oportet aut caoutchouc melioris praestantiae compressionis eligendum.

Nota: Haec methodus ad examina cito facienda vel iudicia de tendentiis apta est, non autem ad praedictionem directam ultimi ratus fuga.

4. Orbis Huius Articuli et Futuri Argumenti

Hoc opusculum quadrum qualitativum pro designo signorum hermeticorum praebet, sed multa adhuc non tractantur, ut relatio inter asperitatem superficiei et hermeticitatem, effectus frigoris in praestantiam signi hermeticum, methodi quantitativae pro rato fuga, et aedificatio modellorum temperaturae-aetationis ad aptandum.

Referentiae

[1] Parker Hannifin Corporation. Parker O-Ring Handbook: ORD 5700[M]. Cleveland, OH: Parker Hannifin Corporation, 2021.

[2] QIAN Y H, XIAO H Z, NIE M H, et al. Praedictio vitae durabilis caoutchucis nitrilici sub stressu compressionis in oleo transformatoris [C]//Acta Conventus Internationalis Quinti de Mensura, Instrumentis et Automatione (ICMIA 2016). Lutetiae: Atlantis Press, 2016: 189–194. DOI: 10.2991/icmia-16.2016.35.