Jak wybrać między uszczelkami dynamicznymi a statycznymi do hydraulicznego wiertła górniczego?

Różnica między uszczelką dynamiczną a statyczną nie polega na tym, czy uszczelka się porusza — zależy od tego, czy powierzchnia uszczelniająca przesuwa się względem uszczelki. Uszczelka statyczna znajduje się pomiędzy dwoma nieruchomymi powierzchniami: uszczelką kolektora, obudową O-kręg , uszczelką powierzchni wylotu. Jedynym obciążeniem, jakie przenosi, jest nacisk montażowy oraz ciśnienie systemowe. Uszczelka dynamiczna pracuje przy ruchomej powierzchni: tłoczysku, wałku lub suwaku. Podlega ona obciążeniom cyklicznym, ciepłu generowanemu przez tarcie oraz zużyciu powierzchni wynikającemu z ruchu względnego. Te dwa środowiska wymagają zupełnie innych priorytetów pod względem materiału i geometrii.

Zasady projektowania różnią się na poziomie współczynnika ściskania. Statyczna O-ringi cel 15–25% stopnia ucisku w rowku — wystarczająco wysoki, aby zapobiec wyciekowi pod ciśnieniem, ale wystarczająco niski, aby uniknąć relaksacji naprężeń. Dynamiczne pierścienie uszczelniające mają na celu osiągnięcie 10–15% stopnia ucisku — niższego, ponieważ nadmierny ucisk generuje ciepło tarcia, które przyspiesza starzenie się materiału uszczelniającego przy obciążeniu cyklicznym. Zastosowanie pierścienia uszczelniającego o wymiarach statycznych w rowku dynamicznym powoduje dodatkowy ucisk o 5–10%, zwiększając siłę kontaktu wargi uszczelniającej z powierzchnią otworu o 20–30%. Ta nadmierna siła podnosi temperaturę tarcia w strefie kontaktu uszczelnienia o 6–10°C — co oznacza różnicę między 78°C a 88°C na wargie uszczelniającej i dlatego też różnicę między 420 a 320 godzinami czasu pracy.

Odniesienie do wyboru uszczelki statycznej vs dynamicznej

Błąd współczynnika ściskania jest najczęstszą przyczyną awarii wynikających z nieodpowiedniego doboru zestawów uszczelek do wiertnic górniczych — błąd ten jest niewidoczny w trakcie montażu i objawia się albo natychmiastowym przeciekaniem (niedostateczne ściskanie), albo awarią zmęczeniową po 300 godzinach pracy (nadmiernie wysokie ściskanie). HOVOO dokumentuje specyfikacje współczynnika ściskania dla każdej pozycji uszczelki w instrukcjach montażu zestawów uszczelek przeznaczonych dla platform Atlas Copco i Sandvik. Informacje dodatkowe dostępne na stronie hovooseal.com.