Общепринятое мнение гласит, что чем сильнее сжато уплотнительное кольцо (т. е. деформировано по сравнению с его «сжатым» состоянием), тем плотнее уплотнение. Чем сильнее сжатие, тем больше сила между уплотнительным кольцом и сопряженным оборудованием, т. е. жидкости, газы и сухие порошки, которые в противном случае вытекали бы между резиновым уплотнением и сопряженным оборудованием.
Уплотнительное кольцо, которое сжато больше, также имеет тенденцию сохранять свою силу (и, следовательно, лучшее уплотнение) дольше, чем уплотнительное кольцо, которое сжато меньше. Неспособность эластомера поддерживать силу «отталкивания» с течением времени известна как остаточная деформация при сжатии. Эластомер с высокой остаточной деформацией при сжатии (обычно более 80 процентов) больше не возвращается к своей первоначальной несжатой форме, когда его не сжимают. Однако не всегда может быть верным предположение, что увеличение сжатия уплотнительного кольца приведет к лучшему уплотнению, в зависимости от других факторов. Это включает:
Чем сильнее вы сжимаете уплотнительные кольца во время установки, тем больше вероятность того, что вы их защемите из-за того, как создаются утечки. Это было обнаружено, когда компания Parker сравнила две модели конечных элементов, используемые для прогнозирования поведения уплотнительного кольца, установленного при 40-процентном и 25-процентном выдавливании (рис. 1 и 2 соответственно). При 40 % неизбежны уплотнительные кольца с защемлением между компонентами, а при 25 % монтажный зажим практически исключается.
Зависимость между количеством несжатого материала и силой сжимающей нагрузки, необходимой для поддержания сжатия, является линейной. На самом деле сила сжимающей нагрузки возрастает гораздо быстрее, чем 30-процентное выдавливание. Уплотнительное кольцо требует почти в два с половиной раза большей силы нагрузки для сжатия до 40 процентов, чем до 25 процентов. Такой уровень сжимающей нагрузки может сдавить или деформировать легкие или хрупкие сопряженные компоненты.
Данные, показанные на этих рисунках, относятся к нитрильному каучуку твердостью 70 по Шору. Другие материалы, такие как перфторэластомеры и компаунды с низким удлинением (т. е. они растягиваются только «до определенного предела»), скорее всего, сломаются при сжатии более чем на 30 процентов. Другие материалы могут испытывать ускоренную деформацию при сжатии, что сокращает срок службы на 40 процентов при экструзии.
Хотя на форму, посадку и функцию уплотнения влияют многие переменные, наиболее важным параметром герметичного уплотнения является степень экструзии. Однако, как показывают эти данные, на идеальный объем экструзии влияет множество факторов. Вы не можете просто предположить, что чем больше, тем лучше.
Имейте в виду, что другие факторы могут привести к плохой работе уплотнительных колец, например, термическая деградация, химическое взаимодействие, проникновение газа, механическое повреждение, такое как раздавливание или истирание, или потеря эластичности при низкой температуре. В этих случаях регулировка степени сжатия может не решить проблему.