Julu District, mesto Xingtai,
Pokrajina Hebei, Kitajska 055250
Gumijaste podložke se sčasoma poslabšajo predvsem zaradi oksidativne degradacije, kar resnično zmanjša njihovo življenjsko dobo pred zamenjavo. Ko so izpostavljene stvarem, kot je UV svetloba sonca ali ekstremna vročina, se proces oksidacije močno pospeši, kar povzroči hitrejše poslabšanje materiala. Tu nastopijo antioksidansi. Delujejo tako, da zavirajo te kemijske reakcije, ki poškodujejo gumo, zato ostajajo podložke funkcionalne v veliko daljšem času. Antioksidansi v bistvu preprečijo te škodljive reakcije znotraj strukture materiala in ohranijo celovitost gumenih komponent tudi ob soočanju s težkimi okoljskimi izzivi dan za dnevom.
Ko pridejo gumijaste smole v stik z določenimi kemikalijami, se pogosto kemično reagirajo in spremenijo svoje vedenje. Vzemimo za primer topila in kisline, ki pogosto povzročajo težave, kot so razpad ali razširjanje, kar sčasoma oslabi gumo. To smo v praksi videli v situacijah, kjer začnejo gumijasti tesnila odpovedati, ker po izpostavitvi kemikalijam izgubijo sposobnost, da bi se po raztezanju vrnili v prvotno stanje. Dobra novica je, da raziskovalci že leta preučujejo te interakcije. Njihovo delo je privedlo do boljših praks pri izbiri materialov. Proizvajalci lahko zdaj izberejo pravo vrsto gume glede na okolje, v katerem bo uporabljena, namesto da bi izbrali najcenejšo ali najbolj dostopno možnost.
Mikrobi imajo tudi vlogo pri koroziji, ki vpliva na gumenih čepih, še posebej ko določene vrste bakterij in gliv začnejo delovati na teh gumijastih materialih. Te majhne organizme sčasoma razgrajujejo kemične sestavine gume, kar oslabi strukturo in na koncu povzroči okvare. Ko raziskovalci preučujejo, kako mikrobi vplivajo na gumo, običajno preverijo, katero okolje podpira njihovo rast, in izvajajo različne laboratorijske teste, da ugotovijo, koliko škode je nastalo. Obstaja več učinkovitih metod za tovrstno oceno. Nekatere vključujejo ustvarjanje umetnih okolij, podobnih dejanskim razmeram, druge pa temeljijo na pregledovanju vzorcev pod mikroskopom. Vse te tehnike pomagajo ugotoviti, ali so mikrobi prisotni in kaj počnejo s gumo. Te informacije so nato cenene za razvoj novih gumenih formulacij, ki so bolj odpornih na mikrobne napade in zmanjšujejo tveganje korozije v prihodnosti.
Akrilni kaučuk se izraža po tem, da zelo dobro zdrži korozijo, ko pride v stik z različnimi vrstami ogljikovodikov. Za ljudi, ki delajo na mestih, kot so naftne rafinerije ali plinske elektrarne, je ta vrsta kemijske stabilnosti zelo pomembna, saj je oprema ves dan izpostavljena agresivnim snovim. Če pogledamo njegovo učinkovitost, vidimo, da akrilni kaučuk zdrži razpadanje veliko bolje kot mnogi drugi materiali v podobnih okoliščinah. Večina inženirjev, ki se redno soočajo s takšnimi problemi, priporoča uporabo akrilnega kaučuka, kadar je prisotna stalna izpostavljenost ogljikovodikom, zaradi tega, da ohranja svojo trdnost skozi čas. Pravilna uporaba akrilnega kaučuka ohranja sisteme dlje časa netaknjenega, zmanjša pogoste vzdrževalne težave in podaljša življenjsko dobo komponent dlje od pričakovane. Zato se mnogi industrijski sistemi zanašajo nanj za naloge, kjer morajo stvari delovati zanesljivo brez stalnih popravil.
EPDM guma res odlično vzdrži kemikalijam in fizičnemu stresu, ko je izpostavljena kislinam. Preizkusi so ponavljajoče pokazali, da ta material izjemno dobro opravlja v teh težkih razmerah. Večina industrijskih smernic priporoča EPDM, kadar kaj potrebuje odpornost proti poškodbam od kislin, kar pojasnjuje, zakaj ga uporablja tako veliko kemičnih obratov in naprav za čiščenje odpadnih voda. Ko podjetja izberejo EPDM za dele, ki prihajajo v stik s hudimi kemikalijami, v bistvu zagotavljajo, da se ti deli dolgo ne bodo razpadli. Kar počenja EPDM tako cenjenega, ni le njegova sposobnost, da vzdrži napad kislin, temveč tudi to, da ta vzdržljivost zmanjša stroške nadomestila in vzdrževalne skrbi v času. Za vsakogar, ki delo z žgočimi materiali opravlja vsak dan, EPDM ponuja tako zaščito kot prihranke.
FKM fluorokarbonatni guma se izstopa, ko postane situacija zares težka, saj obvlada temperaturne nihane in kemične snovi bolje kot večina drugih gumijev na trgu. To smo potrdili tudi v resničnih okoliščinah. Nekatere številke to podpirajo, a resnični pričevanja so tista, ki jo pripovedujejo uporabniki v tistih mestih, kjer nič drugega ne deluje. Za proizvajalce, ki delujejo v naftnih predelavah, kemičnih tovarnah ali kjer koli drugje, kjer nastopajo agresivne snovi, postane FKM skoraj nepogrešljiv. Ko podjetja preklopijo na FKM komponente namesto alternativ, se običajno zmanjša število okvar in se podaljša življenjska doba opreme. Zato mnogi inženirji določijo FKM vsakokrat, ko potrebujejo nekaj, kar ne bo popustilo pod tlakom ali se stopilo ob dnevnem izpostavljanju agresivnim kemičnim snovem.
Gumijaste podplati imajo resne težave ob izpostavljenosti ekstremnim temperaturam, kar precej pospeši njihov starostni proces. Ko se temperature preveč spreminjajo, material začne razpadati hitreje kot običajno. To podpirajo tudi znanstveni testi, in sicer kar dobro. Vzemimo na primer toplino – ta sčasoma precej pospeši izgubo elastičnosti in trdnosti gume. Znanstvena skupnost je raziskala, kako hitro se različne vrste gume posplošujejo pri različnih pogojih, in ugotovitve so jasne – guma preprosto ni tako obstojna, ko postane preveč vroče. To je zelo pomembno za industrije, ki se zanašajo na tesnila in medplasti, saj stroški zamenjave zletijo v nebo, če materiali predčasno odpovejo zaradi toplotnega stresa.
Pomembno je vedeti, pri katerih koncentracijah korozivnih sredstev se bodo negativno vplivala na gume, saj to v veliki meri vpliva na njihovo trajnost. Ti mejni koncentracijski parametri namreč določajo trenutek, ko guma začne razpadati ob stiku z različnimi korozivnimi kemikalijami. Industrija običajno izvaja preskuse v skladu s točnimi postopki, da bi pravilno določila te meje, hkrati pa upošteva obstoječe smernice za preskušanje. Namen teh standardov je preprost – zagotoviti, da se preskusi na vzorcih gume izvajajo enako vsakokrat, da lahko proizvajalci zanesljivo napovedujejo, kako dobro se bodo njihovi izdelki upirali obrabi in poškodbam skozi mesece ali celo leta uporabe.
Ko gumijaste podplati istočasno izpostavljene fizičnemu naporu in kemičnemu stiku, se težave s korozijo pogosto poslabšajo bolj, kot bi to povzročil kateri od dejavnikov posebej. Razumevanje načina, kako se ti dve sili združujeta, pomaga razložiti, zakaj materiali v industrijskih okoljih tako pogosto odpovejo. Resnični primeri prikazujejo, kaj se dogaja, ko so gumijske komponente izpostavljene nenehnemu gibanju in hkrati agresivnim kemikalijam. Ena tovarna je doživela poslabšanje celotnih serij tesnil že v nekaj tednih, saj niso hkrati upoštevali obeh vrst obrabe. Za inženirje, ki delajo s gumijskimi komponentami v zahtevnih pogojih, je smiselno pri testiranju vzdržljivosti upoštevati tako mehanske obremenitve kot kemične interakcije. Številni proizvajalci zdaj vključujejo te teste z dvojno obremenitvijo kot standardno prakso, namesto da bi se zanašali na ocene z enojnim dejavnikom.
Kako gladka ali groba je površina materiala, je ključno za preprečevanje nastajanja majhnih razpok, ki se sčasoma lahko razvijejo v velike točke korozije. Ko imajo površine kakovostne končne obdelave, preprosto nimajo teh majhnih hrbtov in brizg, kjer bi se začele razvijati mikrorazpoke. Večina inženirjev to dobro ve, zato med proizvodnjo porabi dodatni čas za obdelavo površin. Kovinske dele brušijo, dokler ne sijo, nanašajo zaščitne prevleke, kot so barva ali vosk, vse skupaj pa služi zaščitni pregradi med materialom in vsem, kar bi ga lahko napadlo. Nekatera podjetja celo uporabljajo specializirane tehnike, kot sta elektroplakanje ali laserska obdelava, da bi dosegli dodatno zaščitno plast pred korozijo v prihodnosti.
Oblika delov igra pomembno vlogo pri preprečevanju zbiranja tekočin, kar pogosto vodi do težav s korozijo v nadaljevanju. Ko načrtovalec ustvarjalno oblikuje oblike in strukture, dejansko pomaga vodi hitreje odteči, zato je manj možnosti, da bi korozivne snovi ostale na materialu in ga požrle. Rešitve, kot so poševne površine in pametno postavljeni odtočni sistemi, delujejo čudežno, kar smo ugotovili na podlagi resničnih testov v praksi skozi čas. Proizvajalci, ki v svoje načrte vključujejo take rešitve, poročajo o znatno manj težav s pojavom korozije v svojih izdelkih.
V primerjavi s samostojnimi materiali se večslojne kompozitne strukture veliko bolje upirajo kemijski koroziji sčasoma. S kombiniranjem različnih snovi v posameznih slojih ti materiali odlično opravijo svojo funkcijo tudi v težkih okoljih. Vzemimo na primer uporabo v letalski industriji, kjer inženirji kombinirajo kovine s polimeri, da ustvarijo preprečevalne barriere za korozivne agense. Čeprav je res, da stroški proizvodnje naraščajo pri tem pristopu s sloji, večina industrijskih uporabnikov meni, da so dodatni stroški upravičeni, saj oprema med zamenjavami traja dlje. Osebje za vzdrževanje cenjeni dejstvo, da ne morajo menjavati delov vsake nekaj mesecev, kar pomeni veliko razliko pri operativnih proračunih v številnih sektorjih.
Dobivanje natančnih rezultatov o tem, kako dolgo bodo trajale gume, je zelo pomembno, če želimo, da brez nepričakovanih okvar pravilno delujejo. Prav tukaj nastopa neporuševalno preskušanje kot odlična alternativa, saj omogoča pregled notranjih struktur brez dejanskega poškodovanja materiala. Tudi več običajnih metod se uporablja. Ultrazvočno preskušanje pošilja zvočne valove skozi material, da odkrije skrite razpoke ali študije, medtem ko deluje rentgenski pregled podobno, vendar uporablja rentgenske žarke, da dobi podrobne slike o tem, kar se lahko dogaja pod površino. Ti preskusi so se že večkrat izkazali v različnih industrijah, saj odkrivajo težave že preden postanejo večji problemi. S prepoznavanjem zgodnjih znakov obrabe lahko podjetja rešijo težave pred popolnim odpovedjo delovanja, kar posledično podaljša življenjsko dobo gumijastih delov v vseh aplikacijah, od avtomobilskih tesnil do industrijske opreme.
Spremljanje, kako se gumeni materiali razširjajo ob izpostavitvi kemičnim snovim, pomaga ugotoviti, ali se kemično razgrajujejo in ali bodo dovolj trpežni za svojo predvideno uporabo. Obstaja več različnih metod za merjenje tega učinka razširjanja po stiku s kemičnimi snovmi. Nekatere laboratorije uporabljajo merjenje prostornine, drugi pa posebne barvila, ki spremenijo barvo na mestih, kjer material reagira na topila. Študije v različnih laboratorijih so pokazale, da ti pristopi delujejo precej učinkovito. Na primer, raziskovalci so opazili skladne vzorce razširjanja, ki ustrezajo določenim kemičnim pogojem, kar inženirjem nudi konkreten podatek za načrtovanje vzdrževanja ali izbiro materialov za specifične uporabe. Ko podjetja dejansko uporabijo te metode testiranja, praviloma prej odkrijejo morebitne težave in tako preprečijo dragocene okvare, kar zagotavlja zanesljivo delovanje opreme tudi v težkih obratnihih pogojih.
Načrtovanje časa zamenjave delov glede na trajnost materialov ima velik vpliv na nemoten potek obratovanja. Inženirji so razvili različne metode za določanje najustreznejšega časa za zamenjavo gumijastih delov pred njihovo dejansko okvaro. Večina teh metod upošteva količino obrabe v času uporabe ter vrsto obremenitev, ki jih materiali izpostavljeni v normalnem obratovanju. Nekatere metode vključujejo tudi okoljske dejavnike, ki vplivajo na življenjsko dobo. Uvedba takšnih prediktivnih modelov v prakso pomembno izboljša načrtovalno vzdrževanje. Številne podjetja ugotavljajo, da upoštevanje teh smernic zmanjšuje nepričakovane izpade, prihrani stroške na dolgi rok in hkrati omogoča doseganje proizvodnih ciljev brez nepotrebnih zamud.
Z uporabo teh metodologij in tehnik lahko industrija izboljša vzdržljivost in zanesljivost gume, kar zaščiti operacije in zmanjša potrebo po nujnih zamenjavah. Redne ocene in vzdrževanje so ključne za doseganje takšnih rezultatov, proaktivni pristop k upravljanju pa lahko pripelje do znatnih izboljšav v trajnosti materialov.
