Test di impermeabilità contro le gocce sotto pressione estrema

La sigillatura ad alta pressione di solito significa intrappolare liquidi a pressioni superiori a 5.000 psi. Al di sotto di queste pressioni, le guarnizioni a labbro in uretano energizzato standard e le guarnizioni con fondo a U funzionano in modo soddisfacente senza disposizioni speciali. Sopra di loro, è richiesto un qualche tipo di dispositivo di tenuta speciale. Per essere efficaci, i sigilli devono svolgere queste tre funzioni di base:

• Dovrebbero esserci elementi di tenuta. Le guarnizioni devono essere sufficientemente vicine alle microscopiche irregolarità delle superfici di accoppiamento per impedire l'ingresso o il passaggio di fluido in pressione.
• Dovrebbe essere regolato per il gioco o le modifiche al gioco. La guarnizione deve avere una flessibilità sufficiente per adattarsi alle variazioni della distanza tra le superfici di accoppiamento durante la corsa del cilindro. Questa spaziatura cambia dimensione a causa delle differenze di rotondità e diametro delle parti del cilindro. La spaziatura degli spazi può anche cambiare dimensione in risposta ai carichi laterali. Quando la dimensione della cavità cambia, la guarnizione deve corrispondere alla modifica della dimensione per mantenere la forza di tenuta di compressione contro le superfici di accoppiamento adiacenti.
• Devono resistere all'estrusione. La guarnizione deve resistere alle forze di taglio causate dalla differenza di pressione tra il lato pressurizzato e quello non pressurizzato della guarnizione. Queste forze di taglio lavorano per spingere la guarnizione elastomerica nello spazio tra le superfici metalliche adiacenti. La guarnizione deve avere forza e rigidità sufficienti per resistere alla deformazione e al danneggiamento o distruzione della cavità.

I materiali elastomerici devono anche sigillare adattandosi ai cambiamenti dimensionali causati da tolleranze di fabbricazione, carichi laterali e deformazione del cilindro sotto pressione. In generale, la tenuta migliora all'aumentare della pressione del fluido. La pressione del sistema sulla superficie della guarnizione cerca di comprimere la guarnizione assialmente. Questa compressione forza la guarnizione nel raccordo e aiuta ad aumentare la compatibilità della guarnizione con le superfici metalliche a contatto.

Le difficoltà causate dall'alta pressione non sono principalmente problemi di tenuta. Problemi nel mantenere la guarnizione nella sua unione pur mantenendo la sua integrità strutturale poiché l'aumento delle pressioni del sistema forza la tenuta nella cavità.

La capacità di una guarnizione di resistere a uno spazio vuoto dipende dall'interazione di: pressione di esercizio del sistema, temperatura di esercizio del sistema, dimensioni e tipo di spazio vuoto, materiale della guarnizione e design della guarnizione.

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