Водонепропустлив силиконски пакер: Примена во поморска опрема

Зошто водонепропустливите силиконски пакници доминираат во морското запечатување

Постојани проблеми со цурење кај зглобови изложени на морска вода

Солената вода има тежок ефект врз морската опрема, особено врз старомодните гумени седла кои веќе не можат да ја издржат. Делови под вода изложени на морска вода предизвикуваат проблеми за материјали како што се EPDM и нитрилна гума. Овие гуми набобуваат кога апсорбираат солена вода, понекогаш зголемувајќи се дури за 15 проценти пред да започнат целосно да се распаѓаат. Тоа што следи е уште полошо. Набобувањето создава ситни празнини меѓу компонентите, што доведува до постојани проблеми со цурење кај движечките делови, вклучувајќи ги оние на витлата и покривките на люковите. Уште послабо, со време солта се таложи внатре во овие материјали. Додека се менуваат состојбите од мокро кон суvo, солта всушност ја забрзува процесот на прснување. Сите овие проблеми доведуваат до поголеми непријатности подоцна. Електричните системи прават краток спој, лежиштата рѓосуваат, а бродовите губат способноста правилно да останат над водата. Според „Морски инженерски весник“ од минатата година, околу една третина од сите неуспеси на отворено море се поврзани со такви неисправности на седлата. За да се поправи оваа хаотична состојба, ни требаат нови материјали специјално дизајнирани да отпоруваат на јони и да го задржуваат својот облик, дури и откако ќе стојат под вода месеци наред.

Молекулска стабилност на силиконски полимери под влијание на хидролитички и термички напор

Причината зошто силиконот толку многу истакнува е неговата посебна неорганска структура на јадро од силоксан Si-O-Si која едноставно не се распаѓа кога е изложен на вода, за разлика од обичниот органски каучук. Материјалите засновани на јаглерод имаат склоност да се распаѓаат кога се напаѓани од морска вода благодарение на нивните послаби врски, но силиконот издржува извонредно добро. Јачината на врската тука е околу 444 kJ на мол, што значи дека овие молекули остануваат цели дури и кога се потопени во вревли солени раствори во продолжен временски период. Што всушност значи сите овие хемиски процеси во реалните услови на употреба? Па, тоа резултира со материјали кои задржуваат своја интегритет значително подолго под стресни услови во споредба со алтернативите.

Хидрофобните метилни групи кои го заокружуваат силиконскиот јадрен дел ги отфрлаат молекулите на вода, спречувајќи пластификација. Комбинирано со занемарливо апсорбирање на хлоридни јони, оваа хемија им овозможува на силиконските вентили да го задржат компресионото затворање при термички шокови — критично кај водачите на мотори кои работат во циклус меѓу 4°C морска вода и 180°C радни температури.

Перформанси на затворање: Потврдување на вистинската водоотпорност

Надвор од статичко потапање: Динамички циклус на потапање (0–5 m, 72 h+) според ASTM D412/D2240

Океанот не е само прашање на спречување влегување на вода — потребни се материјали способни да издржат реални притисоци. Статичките тестови за потапање ни даваат почетна точка за проценка на перформансите, но вистинскиот тест доаѓа од стандардите ASTM D412/D2240 кои тестираат силиконски телени со имитирани промени на приливниот притисок, еквивалентни на длабочини од површината па надолу до 5 метри, во рок од три или повеќе дена. Овие тестови ги имитираат условите под водата каде што брановите се разбиваат и длабочината постојано се менува. Според повеќе хидродинамички научни трудови, околу осум од десет неуспеси на затворачи во морска опрема се случуваат точно поради овие услови. Кога материјалите ќе го поминат овој строг тест, тие обично ја задржуваат својата водоотпорност, и покрај постојаните движења на компресија и декомпресија кои би ги скршиле евтините алтернативи.

Хибриден пристап за намалување на компресионото сетување со користење на силикон засилен со испарен силициум диоксид

Кога заптивите трајно се деформираат откако ќе се отстрани притисокот, тоа го нарекуваме компресионo спуштање, а овој проблем води до повеќето долготрајни кварови во заптивните применi. Додавањето на наночестички од фумирана силика во структурите на силиконски полимери создава вид на внатрешна поддршка која намалува проблемите со компресионото спуштање за околу 40 проценти во споредба со обичните материјали. Овие засилени хибриди го задржуваат својот облик и флексибилност и по илјадници циклуси на компресија, па така одржуваат водонепропустливи заптиви дури и кога се изложени на постојани вибрации и напрезања кои често се среќаваат кај мотори на лодки и опрема под вода. Уште една предност произлегува од тоа како овие наноструктури се справуваат со микропукањини во текот на интензивни компресии. Тестирањата на терен покажуваат дека деловите направени со оваа технологија траат уште три до пет години дополнително во солени води пред да бидат заменети.

Долготрајна издржливост: Отпорност кон УВ, морска магла и оксидативна корозија

Деградација од УВ зрачење спроти оксидативен хлориден напад: Анализа на основните причини за кvar на седлата

Морските силиконски вентили обично деградираат главно преку два процеса: еден предизвикан од УВ светлина, а друг од изложеност на хлориди. Кога се изложени на сончева светлина во подолг временски период, УВ зрачењето всушност ги распаѓа врските на полимерот на површината. Ова доведува до проблеми како што се промена на бојата, постепено исушење со време и развијање на мали пукнатини кои на крајот им овозможуваат на водата да продре низ нив. Другиот проблем потекнува од солта во воздухот. Маглата од сол влегува во материјалот и започнува хемиски реакции на молекуларно ниво. Што се случува понатаму? Вентилот се напука, губи ја способноста да одржи компресија и старее многу побрзо кај подводните врски. Индустријските тестови според стандарди како ASTM G154 за изложеност на УВ покажуваат дека јачината на површината опаѓа за околу 40% по околу 2.000 часа под УВ лампи. Кај тестирањето на магла од сол според ASTM B117, производителите откриваат дека изложеноста на хлориди ја намалува еластичноста на материјалот за скоро 58% во области со висок содржин на сол. Овие бројки се важни затоа што помагаат да се предвиди колку долго ќе траат овие запечатувања пред да треба да се заменат.

Докажана задршка: 98,7% здравина на истегнување по 5.000 ч QUV-B + стареење со солена магла

Превозните силиконски винцели демонстрираат безпрецедентна трајност подолго време во морски услови. Независна верификација потврдува задршка од 98,7% на здравината на истегнување по 5.000 часа циклично изложување на QUV-B (УВ) и солена магла — надминувајќи алтернативи како EPDM за повеќе од 30% во перформанси. Протоколот на тестирање симулираше екстремни услови:

• УВ зрачење на 0,55 W/m² (340 nm)
• Концентрација на солена прскалка: 5% NaCl
• Термално циклирање меѓу 50°C (УВ фаза) и 35°C (солена магла)

Напредна армирање со испарен силициум диоксид ја ограничува подвижноста на полимерните ланци под дејство на оксидативен напон, минимизирајќи губење на компресијата. Оваа молекуларна стабилност осигурува постојана задршка на затворачката сила кај продори низ трюмови и палубна опрема и по децении на употреба.

Клучни морски применi на решенија со водонепропустливи силиконски винцели

Силиконските пакни имаат клучна улога во одржувањето на водонепропустливоста на морската опрема кога е изложена на строги услови со солена вода. Тие мора да го задржат својот облик и да отпоруваат на распаѓање на ниво на молекули, дури и по години константен притисок. Кај ладиите, овие запечатувања се неопходни за продирања низ корпицата како што се вратилата на погонскиот вал и други приклучоци кои минуваат низ корпицата. Без соодветно запечатување тука, вода би продрела внатре и би го ставила под прашање способноста на ладијата да остане на површината додека патува низ бурни мориња. Внатре во моторните простории, силиконските пакни создаваат бариери околу чувствителни области како што се покловите на вентилите и системите за испуштање на отпадни гасови. Овие делови се изложени како на масло, така и на екстремни температури кои варираат од смрзнато студено до паљелин жешко. На палубата, тие се користат за запечатување на инструменти за навигација и люкови за да не доживеат штети од сонце или корозија предизвикана од морска прска. Производителите на ладии исто така се потпираат на овие пакни за пумпи за ислагање, уреди за сонда и врски во системите за балинаста. Зошто? Бидејќи силиконот не се распаѓа кога е влажен, што спречува опасни хемиски реакции помеѓу различни метали под вода.

ЧПЗ

Зошто силиконските вентили се преферирани во однос на традиционалните гумени запечатувања во морски апликации?

Силиконските вентили се преферирани поради нивната надворешна отпорност кон морска вода, термално циклирање, УВ изложување и оксидативен стрес. За разлика од традиционалните гумени запечатувања, силиконските материјали ја задржуваат својата интегритет под влијание на сурови морски услови.

Како силиконските вентили се однесуваат при динамички промени на притисокот?

Силиконските вентили поминуваат строги тестови како што се стандардите ASTM D412/D2240 за да можат да издржат динамички промени на притисокот, осигурувајќи дека ќе ги задржат својте водонепропустливи својства при постојани плимни промени.

Каква улога игра фумираната силика во подобрувањето на силиконските вентили?

Фумираната силика ја засилува структурата на силиконскиот полимер, намалувајќи го сетот за компресија до 40% во споредба со редовните материјали. Оваа иновација им помага на морските вентили да го задржат својот облик и флексибилност подолго време под притисок и вибрации.

Како силиконските вентили отпорствуваат на деградација предизвикана од УВ зрачење и морска магла?

Силиконските седла се конструирани да отпоруваат на деградација на полимерот предизвикана од УВ зрачење и набобнување од морска магла, задржувајќи до 98,7% чврстина на затегање по проширеното изложување во тест протоколите.