Il tasso di deformazione permanente della compressione è la chiave più critica per determinare la durata della guarnizione, o anche un indicatore di "veto".
Possiamo usare una vivida analogia per capire: una guarnizione è come una molla fedele. La sua missione principale è applicare in modo continuo e stabile una forza di rimbalzo (stress da contatto) alla superficie esterna quando compressa (installata nella scanalatura). Questa forza di rimbalzo preme saldamente contro la superficie di tenuta, impedendo la fuoriuscita del fluido (olio, acqua, gas, ecc.).
La causa diretta del guasto: quando la "molla" è affaticata e invecchiata, non può più riprendersi e la pressione applicata scende al di sotto del punto critico, la guarnizione cede.
Il tasso di deformazione permanente di compressione è un indicatore che misura direttamente la perdita della capacità di rimbalzo "molla".
Perché è la "chiave principale"?
1. Il principio fondamentale della sigillatura diretta
L'essenza della tenuta è che lo stress da contatto supera la pressione generata dal mezzo. Se il tasso di deformazione permanente di compressione è troppo elevato, l'elemento di tenuta non può recuperare la sua forma originale dopo essere stato appiattito e la risultante sollecitazione di contatto diminuirà drasticamente. Quando questa sollecitazione è inferiore alla pressione media del mezzo sigillato, si verificheranno perdite.
2. Si tratta di un "rapporto completo di esame fisico" dell'invecchiamento del materiale
La compressione del tasso di deformazione permanente non è una prestazione isolata, ma una manifestazione concentrata di danni strutturali interni permanenti dei materiali sotto l'azione di calore, ossigeno, mezzo, tempo e altri fattori. Il motivo dell’aumento del tasso di deformazione è anche la causa principale dell’invecchiamento delle guarnizioni:
Rottura e reticolazione della catena polimerica: sotto l'azione dell'alta temperatura e dell'ossigeno, la catena molecolare della gomma si romperà (con conseguente ammorbidimento e adesione) o un'eccessiva reticolazione (con conseguente indurimento e fragilità), entrambe le cose distruggeranno la sua rete elastica e le faranno perdere la capacità di riprendersi.
Vaporizzazione o lisciviazione di plastificanti/ammorbidenti: quando le guarnizioni sono esposte a oli o sostanze chimiche per periodi prolungati, piccoli plastificanti potrebbero fuoriuscire o evaporare. Questo è simile all'impasto che perde umidità, che si indurisce, si restringe e perde elasticità.
Cambiamenti chimici irreversibili: alcune gomme subiscono reazioni chimiche irreversibili in determinate condizioni (come il "ritorno" della gomma siliconica sotto vapore ad alta temperatura), che ne danneggiano permanentemente l'elasticità.
Pertanto, la misurazione del tasso di deformazione permanente per compressione è in realtà una simulazione e un'accelerazione del processo di invecchiamento della guarnizione in condizioni di lavoro reali e quantifica la perdita della sua prestazione più importante (elasticità).
3. Prevede la fine della vita della tenuta
In ambienti di laboratorio, possiamo tracciare le curve tempo{0}}temperatura dei materiali misurando i tassi di deformazione permanente di compressione a temperature e durate variabili. Utilizzando modelli come l'equazione di Arrhenius, possiamo estrapolare il tempo necessario affinché il tasso di deformazione permanente della compressione raggiunga la soglia di guasto alle normali temperature operative, prevedendo così la durata teorica delle guarnizioni.