論橡膠圈密封滲水難題的分析與解決

論橡膠圈密封滲水難題的分析與解決

Summary：本文針對某家電產(chǎn)品使用橡膠圈裝配密封后出現(xiàn)滲水問題進(jìn)行深入分析與驗證，最終確認(rèn)橡膠圈密封滲水的根本原因是由于橡膠圈材質(zhì)成分的無機填料含量不均勻引起橡膠圈綜合彈性性能不足導(dǎo)致的，并提出相應(yīng)的解決方案。Keys：橡膠圈;滲水;無機填料1課題背景近幾年連續(xù)多次發(fā)現(xiàn)某款家電產(chǎn)品的水室局部在橡膠圈裝配位置有輕微滲水且滲水位置極其隱蔽，并導(dǎo)致質(zhì)量投訴案件頻發(fā)。同時經(jīng)過多次現(xiàn)場調(diào)研與對比驗證例如增大螺栓緊固力矩驗證滲水問題改善效果不明顯或更換不同批次的橡膠圈，滲水現(xiàn)象時有時無，仍然無法找到橡膠圈密封滲水的根本原因，此工藝技術(shù)問題一直沒有得到徹底解決。本文針對此技術(shù)難題進(jìn)行深入分析與驗證，找到并確定橡膠圈密封滲水的根本原因，并提出對應(yīng)的解決方案。2分析與驗證2.1尺寸分析取樣家電產(chǎn)品上出現(xiàn)滲水的橡膠圈進(jìn)行關(guān)鍵尺寸（厚度）測量，圖紙要求厚度為5±0.5mm，實測5.15~5.25mm，符合圖紙要求。2.2材質(zhì)分析取樣不同批次不同日期生產(chǎn)的橡膠圈進(jìn)行材質(zhì)測試，圖紙要求材質(zhì)為天然橡膠+丁苯橡膠，實測為天然橡膠+丁苯橡膠，符合圖紙要求，見圖1、圖2。圖1批次1樣件材質(zhì)測試圖2批次2樣件材質(zhì)測試2.3機械性能分析取樣不同批次不同日期生產(chǎn)的橡膠圈進(jìn)行機械性能測試，結(jié)果數(shù)據(jù)見表1，根據(jù)表1可得出：1）出現(xiàn)滲水異常的橡膠圈抗拉強度、硬度均不合格；2）不同批次的工業(yè)橡膠圈抗拉強度存在波動且一致性較差，部分產(chǎn)品抗拉強度不合格；3）不同批次的工業(yè)橡膠圈斷裂伸長率均全部合格，但波動較大；4）不同批次的工業(yè)橡膠圈硬度存在波動且一致性較差，部分產(chǎn)品硬度不合格。編號抗拉強度實測（MPa）標(biāo)準(zhǔn)（MPa）結(jié)論1斷裂伸長率實測標(biāo)準(zhǔn)結(jié)論2硬度實測（A）標(biāo)準(zhǔn)（A）結(jié)論3異常樣件4.40；4.80≥5不合格416.6；448.9≥300%合格65~6760（5，-4）不合格批次1樣件4.44；3.91不合格396.6；348.9合格69~71不合格批次2樣件5.51；5.30合格759.9；724.4合格62~63合格批次3樣件6.64；7.46合格835.5；893.0合格64~65合格批次4樣件7.32；6.84合格875.2；880.2合格63合格表1不同批次樣件機械性能測試數(shù)據(jù)進(jìn)一步抽樣取樣測試，隨機取樣133件工業(yè)橡膠圈，發(fā)現(xiàn)有24件抗拉強度不合格，占比18%；同時將133件樣件按抗拉強度實測數(shù)值大小進(jìn)行統(tǒng)計分類如下，詳見表2?？估瓘姸龋∕Pa）＜55≤R＜66≤R＜7≥7合計數(shù)量（件）24394624133占比18.0%29.3%34.6%18.0%100.0%表2綜合表1及表2可得出，不同批次不同日期生產(chǎn)的工業(yè)橡膠圈機械性能存在波動且一致性較差，甚至部分工業(yè)橡膠圈機械性能不合格。2.4熱重分析依據(jù)2.3機械性能測試結(jié)果取樣，分別取異常樣件、不合格樣件、合格樣件進(jìn)行熱重測試分析，發(fā)現(xiàn)異常樣件、不合格樣件的無機填料含量為40.44%~41.12%；合格樣件的無機填料含量為35.66%~36.13%。根據(jù)測試結(jié)果表明橡膠圈的無機填料含量不均勻且一致性差，而無機填料含量是直接影響橡膠成品的抗拉強度、斷裂延伸率和硬度等機械性能的關(guān)鍵因素之一。2.5耐熱性能分析依據(jù)企標(biāo)技術(shù)要求,橡膠成品經(jīng)過在溫度（100±1）℃且周期為96H條件下進(jìn)行高溫試驗后將樣品對折1次或1次以上后無開裂現(xiàn)象，才可用于工業(yè)生產(chǎn)使用。依據(jù)2.3機械性能測試結(jié)果取樣，分別取樣合格樣件和不合格樣件進(jìn)行高溫測試，樣件對折1次無開裂現(xiàn)象且連續(xù)對折20次仍無開裂，符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。2.6壓縮永久不變形率分析依據(jù)企標(biāo)《壓縮機膠墊檢驗規(guī)范》要求,橡膠成品經(jīng)過在溫度100℃且周期為72H條件下進(jìn)行壓縮永久變形試驗后壓縮永久不變形率G≥80%，才可用于工業(yè)生產(chǎn)使用。依據(jù)2.3機械性能測試結(jié)果取樣，分別取樣合格樣件和不合格樣件進(jìn)行測試，壓縮永久不變形率分別為88.93%，89.18%，符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。綜上耐熱性能及壓縮永久不變形率分析分析，表明工業(yè)橡膠圈的老化性能合格且硫化工藝一致性控制較好。3總結(jié)經(jīng)綜合分析，確認(rèn)橡膠圈的關(guān)鍵尺寸（厚度）、材質(zhì)成分、耐熱性能和壓縮永久不變形率均滿足圖紙或企標(biāo)技術(shù)要求，但熱重分析確定不同批次生產(chǎn)的橡膠圈材質(zhì)中的無機填料含量不均勻，使得橡膠圈的機械性能一致性差甚至部分不合格，直接影響橡膠圈的綜合彈性性能不足，最終導(dǎo)致橡膠圈密封不嚴(yán)而出現(xiàn)滲水現(xiàn)象。因此，可判斷家電產(chǎn)品使用的橡膠圈出現(xiàn)密封滲水的根本原因是橡膠圈材質(zhì)中的無機填料含量不均勻。4解決方案1）優(yōu)化無機填料攪拌設(shè)備的工藝參數(shù)，提升設(shè)備的攪拌功能，解決無機填料含量不均勻問題，確保工業(yè)橡膠圈材質(zhì)成分一致性；2）調(diào)整產(chǎn)品檢驗抽樣方式，確保每個批次生產(chǎn)的產(chǎn)品合格；3）優(yōu)化工業(yè)橡膠圈的材質(zhì)成分，提升橡膠的綜合彈性性能。Reference[1]游長江、賈德民、曾幸容.橡膠工業(yè)手冊(試驗與