常見的失效原因主要有4種：設計錯誤,、選材錯誤,、密封件質(zhì)量問題和使用不當。

1. 設計錯誤

設計錯誤通常是由於設計人員對產(chǎn)品認識不足造成的,。比如對密封件承受的壓力估計不足,、對密封面上接觸應力分布的認識有誤、安放密封件的溝槽設計不合理等,。

有限元分析(FEA)常常被用來輔助密封件的設計和失效分析,。我們曾為某美國客戶做過一個密封件，該密封件以塑料為主體,，局部包上橡膠,。客戶在檢測零件的過程中發(fā)現(xiàn),，塑料部分在測試時容易破裂,，從而得出結(jié)論是：塑料件在二次成型時(即將橡膠包覆在塑料件上)被損壞了。經(jīng)我們分析後發(fā)現(xiàn),，塑料件都是在一個地方破裂的,。通過有限元分析，我們發(fā)現(xiàn),，塑料件的破損部位實際上是密封件受到最大應力的地方,，此處應力已經(jīng)遠遠超過塑料所能承受的。

如果在設計的時候客戶就用有限元方法分析過該產(chǎn)品,，不但可以避免類似的錯誤,，還可以節(jié)省其時間和金錢。當然,，想要成功的分析預測橡膠密封件的性能,，不但要有合適的有限元分析軟件，還要有豐富的材料經(jīng)驗,、建模經(jīng)驗和長期的數(shù)據(jù)積累,。

2. 選材錯誤

常用的橡膠密封材料有三元乙丙橡膠(EPDM)、丁腈橡膠(NBR),、硅橡膠(VMQ),、氟橡膠(FKM或者FPM)和氯丁橡膠(CR)等。

這些橡膠的特性各不相同,，應用也不同,。選擇材料要從多方面考慮，比如使用溫度,、材料是否耐受介質(zhì),、材料的硬度、壓縮永久變形和耐磨性等各種因素,。

選材錯誤常常是因為設計人員對各種材料的性能不熟悉,。一個經(jīng)驗豐富的橡膠密封件供應商能一開始就指出選材的問題。

我們有個國內(nèi)客戶不喜歡正在使用的O圈,，因為這個O圈很容易壞,。我們檢查了更換下來的樣品，發(fā)現(xiàn)樣品表面有龜裂,，紋路很像臭氧老化,。我們又詢問了O圈的使用環(huán)境，發(fā)現(xiàn)周圍有很多機械設備和電動馬達,。這下答案就有了：電動馬達的火花能產(chǎn)生臭氧,，造成了局部小環(huán)境臭氧濃度較高;而客戶所選材料為丁腈橡膠，不耐受臭氧,。為了驗證結(jié)論,，我們在實驗室臭氧老化箱中做了測試，結(jié)果客戶提供的新O圈表面也出現(xiàn)了類似的裂紋,。由於該密封件只與空氣長期接觸,，沒有礦物油等其他物質(zhì)，我們最終推薦了三元乙丙橡膠來代替客戶的現(xiàn)有產(chǎn)品,。

有時使用環(huán)境比較復雜,，或者是一個全新的設計，選擇材料就不是件非常容易的事了,。除了仔細甄別各種影響因素外,，還需要進行功能測試。

3. 密封件質(zhì)量

密封件的生產(chǎn)質(zhì)量與最終產(chǎn)品的可靠性密切相關(guān),。常見的問題有：原材料質(zhì)量不穩(wěn)定,、橡膠混煉時投錯原料、原料或者混煉膠儲存不當(交叉污染),、膠料混煉不均勻,、硫化條件(溫度、時間,、壓力等)不妥,、密封件產(chǎn)品保存不當,、模具使用不當?shù)取＿@些問題往往涉及到生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制,。定貨方在選擇密封件生產(chǎn)廠時,，應該經(jīng)過多次考察、調(diào)研并進行產(chǎn)品測試,。在供貨的過程中,，還可要求密封件的生產(chǎn)企業(yè)提供真實、準確的檢驗報告,。

4. 密封件使用不當

一個好密封件,，如果使用不當，也會造成整個產(chǎn)品失效,，比如潤滑油使用錯誤,。

我們的某個客戶反饋說O圈零件的尺寸與要求差異很大。當我們分析樣品時才發(fā)現(xiàn),，客戶用錯了潤滑油,。該O圈是由三元乙丙橡膠制成，材料本身不耐礦物油類的潤滑油,?？蛻敉可线@種潤滑油，會造成產(chǎn)品體積溶脹,。後來讓客戶改用硅油就沒有問題了,。

另外一類常見的問題為安裝錯誤。比如在O圈裝配過程中產(chǎn)生了扭曲;由於安裝不當而造成密封件受壓不均勻;密封件的潤滑不夠等失誤,。如果這些失誤是由密封件的生產(chǎn)廠家造成的,，那么這屬於生產(chǎn)質(zhì)量所控制的范圍之內(nèi)。如果由定貨方或者第三方造成,，那么就屬於使用不當了,。

當今科技日新月異，巿場上出現(xiàn)了很多新的密封件材料和工程設計,，以滿足各種苛刻的使用要求,。同時，大多數(shù)密封件的制造商也采用了科學的質(zhì)量管理體系,。遺憾的是,，這些努力都不能杜絕密封件失效。因而,，失效分析就顯得更為重要了,。