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O形密封圈的失效可以导致机械设备的泄漏,但是当一种独特的新失效模式出现的时候,需要进行一些额外的研究。这种情况下,将各种因素相结合,能建立一种O型垫圈失效的新机制。
背景
在实际应用中,飞机燃油泵制造商联系到了Parker Hannifin寻求帮助,以解决一系列不正常的O型垫圈失效导致燃油泄漏的问题。2008年6月和7月,三种不同的飞机的燃油泵都进行了日常的检修保养。在这所有三个例子里面,从配件市场采购的O型垫圈以及燃油泵装配在飞机服役之前,都通过了最初的泄漏测试。两个月内,所有修复好的泵都有燃油泄漏的迹象。拆卸后,所有的三个O型垫圈在凹槽处都出现断裂,每一处断裂都产生了90°的弯曲(如图1)。根据维修情况来看,这些特殊的O型垫圈并非由Parker公司制造的。然而,燃油泵制造厂家对Parker的工程领域专业技术知识是很熟悉的,因此邀请他作为专业技术支持,针对该特殊的O型垫圈失效情况进行诊断并提出解决方案。
图1、槽内的O型密封圈失效
外观检查
该失效分析中关键性的一步是要对O型垫圈的机械损坏进行彻底的检查。显然,所有的三个O型垫圈都产生了损坏,这必将会导致泄漏。令人惊讶的是,所有三个O型圈的断裂都被朝着压力源的方向,而不是背离它。然而,忽略其它可能导致失效的原因则可能会导致对更关键因素的忽视,而这些关键因素能带来最佳的预防方法。在本文的例子里面,O型垫圈并没有产生其它的机械损坏。举例来说,这种O型圈不存与压力有关的挤出失效证据,当流体的压力超过材料所能承受的强度时,橡胶会被挤压进入配件之间的空隙,留下“损毁”橡胶的区域。这种情况显然不存在于此O型垫圈上。并且没有任何的迹象表明这种O型垫圈在装配的零件之间产生了任何方式的压缩。
此外,该橡胶材料也没有任何化学分解或者热降解的迹象。不同于其它损坏点,该O型垫圈没有明显的膨胀、硬化、变软、起泡、压缩变形、脆化或者抗拉强度的损失等。非常简单,与其他较明显的损毁相比不存在损坏。基于这些原因,这些密封材料的化学和热不兼容性的因素得以被证明不是失效根本原因的潜在因素。
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