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            橡膠制品失效后如何分析?

            文章出處深圳市澳佛特橡膠制品有限公司 人氣:-發表時間:2019-01-16
            橡膠制品失效分析如下:
            1. 選擇合適的機構來進行密封件失效分析
            現實中,客戶常常首選該橡膠密封件的供應商來做失效分析,或者找裝備精良的大學實驗室(或專業測試公司)來做。但是,橡膠密封件失效分析不但要求技術人員具有全面的材料知識,還必須具有豐富的工程設計經驗,并且要善於使用一些專業的分析儀器和設備。而只有資深的橡塑元件生產商才有這樣的技術力量。另外,分析中可能會涉及到一些客戶的技術機密,因此,最好找一個有信譽的公司來進行分析。

            2. 搜集背景資料
            遇到密封故障時,首先應該搜集如下背景資料,用來初步判斷失效是否和材料有關:
            密封件的生產廠家是誰;膠料名稱是什么(客戶有可能會搞錯供應商)。
            失效產品中所用的密封件批號或者訂單號,這樣可以方便以後查詢。如果密封件失效僅與某批次相關,那么很有可能是由密封件生產中的某些變化造成的。
            密封件失效是怎么被發現的?密封件使用的條件是什么(溫度、壓力、介質、使用頻率等)? 如果結構特殊,可能還需要圖紙或者組合件的照片。
            失效產品占多少比例(%)。
            如有可能,請客戶送回部分樣品:失效的密封件、沒有失效的密封件、以及同批號中沒有使用過的密封件。這樣便於以後做比較測試。值得注意的是,有些樣品可能殘留有毒物質,一定要提醒客戶和相關人員做好防護措施,并且妥善送交樣品。
            得到這些信息後,分析員最好能夠建立相應的檔案。一來便於今後追蹤跟進調查情況;二來可以為將來的類似案例提供線索。

            3. 初步分析
            如果是由密封件供應商進行失效分析,在得到樣品後,最好還是先做一些簡單的材料分析(比如硬度、拉伸強度、永久壓縮變形、比重等物性測試和尺寸檢查),以再次確認該產品的確是自己的產品。因為很多橡膠件看起來都一樣(比如O圈)。
            我們就有這樣的經歷,客戶一再強調是我們的產品XYZ。但是經過材料分析後,樣品的成分和性能與我們的XYZ產品大相徑庭。同時,也可以用這些測試結果來判斷材料是否有問題。
            有時候還可以在失效密封件上找到一些特征。有經驗的技術人員憑這些特征就可以初步斷定失效原因。另外,在失效特征的附近,還要注意觀察是否有異物、氣泡、流痕或者毛邊等異常情況。這些特征常常和密封件生產質量有關??赏ㄟ^肉眼、放大鏡、顯微鏡和電子掃描顯微鏡(SEM)等進行觀察。
            根據以上這些線索,可以初步辨別造成失效的大致原因,如果需要,可進一步安排其他分析測試。

            4. 深度分析
            如果初步分析無法解決材料方面的疑問,那么就需要采用一些更精密的化學分析方法。
            常見的有示差掃描量熱儀(DSC),熱重分析儀(TGA),動態力學分析儀(DMA)和熱機械分析儀(TMA)等熱分析技術和傅里葉變換紅外光譜儀(FTIR)等光譜方法。這些分析儀器大都很貴,但是一般在幾天內就可獲得分析結果。
            示差掃描量熱儀(DSC)常用來測試橡膠材料的玻璃化溫度,在失效分析中可以用來檢查橡膠材料的耐低溫性能。
            熱重分析儀(TGA)常用來研究材料的組分,借此可以快速間接地看出某些成分是否有問題。
            動態力學分析儀(DMA)常用來測試在一定條件下材料的剛度與阻尼,借此可以判斷在實際使用環境中該密封件是否合適(比如抗沖擊性能)。
            傅里葉變換紅外光譜(FTIR)常用來測定分子組成和結構,在失效分析中可以用來確定橡膠本身和某些成分是什么、密封件上的異物成分、在使用中密封件發生了什么化學變化等信息。
            這些技術曾僅用於大學和科研院所的基礎科學研究。而今,在橡膠工業中,尤其是歐美一些高端技術企業中,這些技術成功地用在密封件失效分析上。對於這些技術,很多文獻都有更詳細的論述和使用實例,在此不再贅述。
            除了憑借經驗和上述的各種測試外,有限元分析(FEA)也常常被用來輔助密封件的失效分析。上文在“機械設計錯誤”中所舉的就是一個很好的例子。

            5. 實地考察
            失效分析的一個重要部分是實地考察密封件生產過程或者使用方的安裝、使用過程。因為有時僅憑實驗室的分析還不能夠得出最終結論。
            比如經實驗室分析,密封件物料可能有污染。為了確認這種猜測,分析人員最好實地到生產廠家考察,看看有什么操作漏洞,并在各個可能的生產環節取樣。如果實地樣品驗證了分析結果,那么就可以確診了。其結果可幫助生產廠家改善生產流程,以避免將來發生類似的問題。
            再如,我們曾有一個產品在使用中沒有達到預期的壽命就失效了。經過實驗室分析和對密封件生產廠的考察,我們仍然無法找出原因。最後,我們的技術人員去參觀了客戶的安裝流水線後發現,裝配過程中所使用的一個元件上有毛刺,裝配中橡膠件表面被劃傷,從而造成橡膠密封件在使用中過早失效。在客戶更換了這種元件後,橡膠密封件就完全達到使用要求了。
            綜上所述,橡膠密封件的失效分析常常是一個復雜的工作。技術人員不僅需要有豐富的經驗和知識,還要有認真仔細的態度、堅韌不拔的毅力和一定的邏輯推理能力。同時,失效分析對分析儀器和設備等硬件也有一定的要求。
            即使這樣,失效分析也不是萬能的。有時由於各種原因,有些問題可能找不出答案。

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