橡胶密封件的失效分析

密封圈失效的原因1.材料老化：密封圈通常由橡胶或塑料等弹性材料制成，时间长了会受到环境的影响，如高温、紫外线、氧化等，从而导致材料老化，失去原有的弹性和密封性能。

此外，一些化学物质也可能对密封圈材料产生腐蚀作用，降低其使用寿命。

2.形状变化：由于长期受到压力或温度变化的影响，密封圈可能会发生变形。

例如，在高温环境下，橡胶密封圈可能会软化或膨胀，导致密封性能下降。

而在低温环境下，密封圈可能会变得硬化，无法完全贴合密封表面。

3.安装不当：密封圈的安装过程很关键，如果安装不当，如未正确预紧、过度压缩或不均匀加载等，会导致密封圈产生缺陷，如折痕、拉伸变形或局部失效等。

此外，如果安装表面存在粗糙或异物，也可能破坏密封圈及其密封性能。

4.维护不当：密封圈在使用过程中需要定期检查和维护，以保持其正常运行。

如果缺乏定期维护，如未及时更换磨损的密封圈、清洁污垢等，会导致密封圈失效。

5.过度使用：密封圈的设计寿命是有限的，过度使用会导致疲劳和磨损，使其失去原有的弹性和密封性能。

例如，汽车的密封圈在长时间高速行驶或频繁起动停车的情况下可能会失效。

6.挤压力和压差：密封圈一般工作在一定的压力和压差之下。

如果超过了其承载能力，过大的压力和压差将导致密封圈产生变形、裂纹或局部破损，使其失去密封性能。

7.振动和冲击：在振动或冲击的作用下，密封圈可能会受到变形或位移，从而失去原有的密封性能。

这种情况特别在机械设备或运动部件中容易出现。

8.设计缺陷：密封圈的设计也可能存在一些问题，如材料选择不当、结构设计不合理等。

这些因素可能导致密封圈的使用寿命缩短或密封性能不稳定。

综上所述，密封圈失效的原因主要涉及材料老化、形状变化、安装不当、维护不当、过度使用、挤压力和压差、振动和冲击，以及设计缺陷等方面。

为了延长密封圈的使用寿命，需要选择合适的材料、合理设计密封结构、正确安装和维护密封圈。

0引言在航空航天工业领域，橡胶密封圈主要用于飞机飞行系统的推进装置、液压装置和气动装置中的阀门、管路和箱体等处的静态密封和动态密封，以及壳体、机翼端头、升降副翼和防热材料等结构和防热系统部件的密封［1-2］。

在众多橡胶密封材料中，氟橡胶（FPM ）密封圈具有良好的高弹性、抗变压性以及耐高温、耐油、耐腐蚀等性能，因此被广泛应用于密封系统。

近年来，随着密封材料的使用工况越来越严苛，橡胶密封圈频繁出现失效现象。

其中，橡胶密封圈的变形、磨损、划伤、老化和断裂是其失效的主要模式，通常会导致密封部位流体泄漏，影响使用性能，严重时会导致系统工作瘫痪，甚至引起爆炸或火灾事故发生，造成机毁人亡的重大恶性事故。

据统计，所有机械设备质量事故中，有1/3以上都是由橡胶密封件损坏失效引起的［3-4］。

因此，橡胶密封圈的失效分析应被高度重视。

橡胶密封圈失效的主要原因包括原材料问题、密封系统设计不合理、密封件的加工和安装不合规范、使用工况不合理等。

原材料问题产生的失效主要由材料选用不当和自身存在缺陷引起；密封系统设计不合理主要包括密封的件截面尺寸过大或过小，密封沟槽和密封间隙大小设计不当产生背压效应等；密封件的加工、安装不合规范主要包括密封件表面有缺陷、精度没有达到规定的要求、装配过程使用不当导致局部塑性变形等；密封件的使用工况则包括迪塞尔效应、气蚀现象、焦耳热效应等［5-9］。

一般来说，通过分析橡胶密封件的断口形态，可以找到橡胶密封件失效的原因并制定相应的解决措施。

某散热器滑油腔螺纹接头处橡胶密封圈开裂发生漏油现象，胶圈的一侧用于液压系统的密封，正常工作压力为1.2MPa ，最大工作压力约3MPa （表压）；另一侧由堵帽固定，该胶圈的密封方式为径向静密封，所选用的胶圈材料为氟橡胶。

本文从失效胶圈的外观、裂纹断口宏微观形貌以及硬度与间隙配合等方面进行分析，对密封圈所用材料进行傅立叶红外光谱表征，在此基础上确定橡胶密封圈的失效性质及裂纹形成原因，进而提出避免失效的相应解决方案。

丁腈橡胶O形密封圈失效原因分析代晓瑛，雷兴平[航空工业西安飞机工业（集团）有限责任公司，陕西西安710089]摘要：针对飞机油滤系统漏油故障，通过丁腈橡胶O形密封圈外观质量、尺寸、性能、胶料组分和微观形貌测试，分析O形圈失效原因。

结果表明：O形圈表面凹痕与O形圈承压能力和装配间隙有关；O形圈内部存在的分层痕迹和异物与生产过程控制不到位有关；O形圈在液压油环境中受到外力作用是其失效的主要原因，破坏形式为疲劳破坏。

设定合理的密封压缩量和装配间隙、保证贮存和硫化环境符合要求、提高O形圈密封面加工质量等措施可以预防O形圈失效。

关键词：O形密封圈；丁腈橡胶；老化；失效；疲劳；微观形貌中图分类号：TQ333.7；TQ336.4＋2 文章编号：2095-5448（2020）01-0017-06文献标志码：A DOI：10.12137/j.issn.2095-5448.2020.01.0017牌号为试5171的丁腈橡胶（以下简称NBR5171）具有较好的耐油性能，在航空领域常用于制造耐油O形密封圈[1]。

橡胶制品的生产工艺较复杂，每一个工序工艺控制不当都可能使橡胶制品产生缺陷。

橡胶密封圈的常见失效形式为老化失效和机械失效。

老化失效是指因热、光、高能辐射、氧化及生物降解导致密封圈弹性、强度及抗溶胀性能降低或密封圈发粘、变硬、变脆。

机械失效是指在载荷下密封圈瞬时断裂、疲劳断裂、蠕变断裂、环境应力开裂和磨损磨耗等。

常见的密封圈割伤、擦伤、咬伤、唇口撕裂、局部凹凸不平和断裂等现象都是由于机械失效所致[2-3]。

某飞机油滤系统采用NBR5171O形密封圈（以下简称O形圈）进行密封，在实际使用过程中因O 形圈损坏发生油品泄漏现象。

对该O形圈进行抽样检查，对比损坏程度不同和未使用的O形圈的外观质量、尺寸、性能、胶料组分和微观形貌的差异，分析O形圈失效原因，并提出预防措施。

1　实验1.1　试样选取6件已使用且受损程度不同的O形圈（记为1#—6#O形圈）和1件未使用的合格O形圈（记为7#O形圈）。

橡胶密封件的失效分析橡胶密封件是一种用于封闭和防止流体或气体泄漏的重要工业材料。

然而，在使用过程中，橡胶密封件可能会发生失效，导致泄漏问题的发生。

为了确保设备和系统的可靠性和安全性，需要对橡胶密封件的失效进行分析。

本文将讨论橡胶密封件的常见失效形式以及导致失效的原因，以帮助我们更好地理解和防止橡胶密封件的失效。

首先，橡胶密封件的常见失效形式包括老化、碎裂、变形和腐蚀等。

老化是橡胶密封件常见的失效形式之一、橡胶密封件长时间暴露在高温、高压、辐射等环境中，易发生老化。

老化会导致橡胶密封件硬化、变脆和失去弹性，从而影响其密封性能。

碎裂是另一种常见的失效形式，通常是由于橡胶密封件在使用过程中受到过大的应力而导致的。

变形是橡胶密封件失效的一种典型形式，通常是由于橡胶密封件受到不均匀的应力或过大的应力而导致的。

腐蚀是指橡胶密封件在受到化学物质或介质的腐蚀作用时发生失效。

其次，橡胶密封件失效的原因有很多。

首先，材料本身的问题是导致橡胶密封件失效的一个重要原因。

橡胶密封件的材料需要选择适合不同工况的材料，例如高温、高压、强酸碱环境等。

当选择的材料不适合工况时，容易导致橡胶密封件的失效。

其次，橡胶密封件的设计和加工也会影响其失效。

设计不合理或加工质量不良会导致橡胶密封件的应力分布不均匀，从而引起失效。

此外，操作和维护的不当也是橡胶密封件失效的一个重要原因。

例如，错误的安装方法、不正确的操作方式、缺乏维护等，都会导致橡胶密封件受到过大的应力，从而导致失效。

为避免橡胶密封件的失效，我们需采取相应的预防措施。

首先，需要选择适合工况的橡胶密封件材料。

不同的工况需要不同的材料，例如高温环境需要耐高温橡胶密封件，化学介质环境需要耐腐蚀的橡胶密封件。

其次，需要合理设计和精确加工橡胶密封件。

在设计过程中，需要考虑应力分布的均匀性，避免应力集中；在加工过程中，需要采用适当的工艺和设备，确保加工质量。

此外，正确的操作和维护也是防止橡胶密封件失效的关键。

橡胶密封件的失效分析橡胶密封件常见的失效原因主要有4种：设计错误、选材错误、密封件质量问题和使用不当。

1. 设计错误设计错误通常是由於设计人员对产品认识不足造成的。

比如对密封件承受的压力估计不足、对密封面上接触应力分布的认识有误、安放密封件的沟槽设计不合理等。

有限元分析(FEA)常常被用来辅助密封件的设计和失效分析。

我们曾为某美国客户做过一个密封件，该密封件以塑料为主体，局部包上橡胶。

客户在检测零件的过程中发现，塑料部分在测试时容易破裂，从而得出结论是：塑料件在二次成型时(即将橡胶包覆在塑料件上)被损坏了。

经我们分析後发现，塑料件都是在一个地方破裂的。

通过有限元分析，我们发现，塑料件的破损部位实际上是密封件受到最大应力的地方，此处应力已经远远超过塑料所能承受的。

如果在设计的时候客户就用有限元方法分析过该产品，不但可以避免类似的错误，还可以节省其时间和金钱。

当然，想要成功的分析预测橡胶密封件的性能，不但要有合适的有限元分析软件，还要有丰富的材料经验、建模经验和长期的数据积累。

2. 选材错误常用的橡胶密封材料有三元乙丙橡胶(EPDM)、丁腈橡胶(NBR)、硅橡胶(VMQ)、氟橡胶(FKM或者FPM)和氯丁橡胶(CR)等。

这些橡胶的特性各不相同，应用也不同。

选择材料要从多方面考虑，比如使用温度、材料是否耐受介质、材料的硬度、压缩永久变形和耐磨性等各种因素。

选材错误常常是因为设计人员对各种材料的性能不熟悉。

一个经验丰富的橡胶密封件供应商能一开始就指出选材的问题。

我们有个国内客户不喜欢正在使用的O圈，因为这个O圈很容易坏。

我们检查了更换下来的样品，发现样品表面有龟裂，纹路很像臭氧老化。

我们又询问了O圈的使用环境，发现周围有很多机械设备和电动马达。

这下答案就有了：电动马达的火花能产生臭氧，造成了局部小环境臭氧浓度较高；而客户所选材料为丁腈橡胶，不耐受臭氧。

为了验证结论，我们在实验室臭氧老化箱中做了测试，结果客户提供的新O圈表面也出现了类似的裂纹。

密封件失效形式分析及其解决方案
1.泄漏：密封件失效最常见的形式就是泄漏。

泄漏可能是由于密封件
材料的老化、疲劳等原因导致的密封面间隙增大，也可能是由于密封面损坏、磨损等导致的泄漏。

2.磨损：长时间摩擦会使密封件表面产生磨损，导致密封性能下降。

磨损主要是由于密封件材料的摩擦系数较大，或者密封件表面光洁度不够，导致与密封面之间的摩擦力增大。

3.剪切：在一些高压、高温或高速工况下，密封件可能会承受剪切力，导致密封面间隙增大，从而导致泄漏。

4.老化：密封件在使用一段时间后，会出现老化现象。

老化可能是由
于材料老化、疲劳等原因导致的密封性能下降。

针对密封件失效的问题，可以采取以下解决方案：
1.更换密封件：当密封件出现泄漏、磨损等失效形式时，最简单有效
的解决方案就是更换密封件。

新的密封件可以保证密封性能良好，提升设
备的可靠性。

2.优化密封件材料：对于容易老化、磨损的密封件，可以选择具有耐磨、耐热、耐腐蚀等性能较好的密封材料，以延长密封件的使用寿命。

3.改进密封结构：对于容易发生剪切失效的密封件，可以通过改进密
封结构、增加密封件的支撑面积等方式，来减小密封件的剪切力，从而提
升密封件的密封性能。

4.加强维护保养：定期检查、清洗、润滑密封件，可以及时发现并处
理密封件的问题，避免密封件失效。

5.使用密封技术手段：如采用双重密封、填料密封、摩擦密封等技术手段，可以提高密封的可靠性和使用寿命。

综上所述，对于密封件失效问题，可以通过更换密封件、优化材料、改进结构、加强维护保养以及使用密封技术手段等多方面的解决方案来提升密封性能，提高设备的可靠性和工作效率。

0 引言O形橡胶密封圈是在机械制造业地位举足轻重，O形橡胶密封圈因其制造简单、成本低廉、安全可靠、使用广泛且对于其他与之衔接的零部件摩擦力较小，一直备受企业青睐。

因此，O形橡胶密封圈作为使用年限最久远的密封元件，在我国国民经济总体进程中发挥着至关重要的作用。

然而，橡胶密封元件在生产中的失效情况也愈发严重，其后果会对环境能源造成污染，并导致机械发生故障等情况。

因此，本文对O形橡胶密封圈的失效成因及如何提高橡胶密封元件的成功几率提出相应的看法。

1 O形橡胶密封圈的密封原理分析1.1动态密封O形橡胶密封元件的密封原理可以分为动态密封和静止密封2种。

首先来说动态密封，动态密封的表现形式主要呈螺旋状循环往复的运动。

其中公式表现为Q∞（δ△P/γVb±V2δ）d/F （H）气公式中动态密封泄漏量用9表示；密封间隙的始末端压力差用△P表示；轴径为d; O 形橡胶圈接角臾竞度为b；液膜厚度为σ；液体密度γ；液体运动粘度为v。

由上述公式可以得出，O形橡胶圈中动态密封泄漏量与轴径大小、O形橡胶圈接触宽度以及O形橡胶圈勘虫硬度有关。

当O形橡胶圈接触低摩擦运动时，轴的运动速度v可以近似取0值，此时O形像胶圈的中动态密封泄漏量将与轴径大小成正比，与接触度及密封件硬度的大小成反比。

1.2静止密封其次来讲静止密封，静止密封的原理是将O形橡胶圈装入密封沟槽后受到一种初始压缩力的作用。

这种压缩力提供了初始密封压力，用Pv表示，它与密封圈、沟槽深度与径向间隙的相关尺寸有着密切的联系。

当密封腔冲入液体时，在压力P的作用下O形橡胶圈会移至沟槽的一边，并封闭密封间隙S，此种的变现公式为：Pω）=P∞+D +KP。

由于在实际静止过程中，密封压力大于流动压力。

因此，O形橡胶圈存在初始压力，并能够实现静态无泄漏密封。

2 O形橡胶密封圈常见的失效原因及应对措施2.1材料方面O形橡胶密封圈在原材料上导致失效的原因，具体表现在生产过程中的选材不当以及材料本身就存在质量问题。

橡胶失效分析报告模板橡胶失效分析报告一、概述橡胶失效是指橡胶制品在使用过程中出现失效状态，不再具备原有的功能和性能。

本报告旨在对橡胶失效问题进行分析与解决，以提供解决方案和预防措施。

二、失效分析通过对橡胶失效产品进行实地考察和实验分析，得出以下结论：1. 外观失效：橡胶表面出现龟裂、粉化、变色等现象，失去光泽；2. 力学性能失效：橡胶的抗拉强度、弹性模量等力学性能下降；3. 耐会变性能失效：橡胶变得不耐溶剂和油品的侵蚀，容易软化或脆化；4. 热老化失效：橡胶在高温环境下失去弹性、硬化；5. 氧化失效：橡胶制品在氧气的作用下发生劣化变质。

三、失效原因分析1. 使用环境导致的失效：橡胶制品过度暴露于紫外线、高温、湿度等恶劣环境中，使其受到过度热老化和氧化；2. 加工纯度导致的失效：橡胶制品加工过程中，原料掺杂了杂质或含有组装老化剂，导致橡胶失去原有的性能；3. 保存条件导致的失效：橡胶制品存放在阳光直射的地方，或与有害气体接触，造成橡胶退火、硬化失效。

四、对策建议根据对橡胶失效原因的分析，提出以下对策建议：1. 优化使用环境：避免暴露于紫外线、高温和湿度等极端环境，尤其是橡胶制品的存放、运输过程要控制温度和湿度；2. 优质原料和工艺：选择纯净的原料，并采用优化的加工工艺，确保生产橡胶制品时不掺杂杂质，并且不添加组装老化剂；3. 正确的保存条件：橡胶制品应存放在干燥、阴凉、通风的地方，避免阳光直射和有害气体的接触。

五、结论橡胶失效是由于环境、原料和保存条件等多种因素共同作用所引起的。

通过优化使用环境、选择优质原料和工艺以及正确的保存条件，可以有效预防橡胶失效。

六、参考文献1. 橡胶失效与预防。

机械工程材料，1999年10月: 25-28.2. 张扬, 王亮. 橡胶失效与改性研究进展. 橡胶工业科技，2015年3月: 45-48.3. 杨明辉, 赵亚楠. 橡胶产品失效原因分析与改进. 塑料工业，2018年7月: 42-44.以上报告仅为失效分析报告模板，具体分析和解决方案应根据具体情况具体对待。

密封失效的原因范文密封失效是指密封件不能有效地防止液体、气体或固体颗粒通过接触面进入或流出密封空间的现象。

密封失效的原因通常可以归纳为以下几个方面：1.材料选择不当：选择不合适的材料会导致密封件的性能下降甚至完全失效。

例如，浸泡在一些化学物质中容易溶解的橡胶密封件，会使其变硬、变脆，失去密封性能。

2.密封件损伤：密封件在装配和使用过程中，可能会受到弯曲、拉伸、剪切等机械应力的影响，导致损伤。

此外，由于高温、磨损、腐蚀等原因，密封件可能会变形、破裂或脱落，从而失去密封性能。

3.密封表面加工不良：密封表面的粗糙度、平整度和圆度等参数对密封效果有重要影响。

如果密封表面加工不良，存在凸起、凹陷、毛刺等缺陷，会导致密封件与密封表面接触不紧密，从而产生泄漏。

4.温度和压力变化：密封件在不同温度和压力条件下，可能会因热胀冷缩或弹性变形而失去密封性能。

例如，高温下橡胶密封件会软化、膨胀，导致泄漏；低温下金属密封件可能会变脆，产生裂纹。

5.磨损和疲劳：由于长期使用或频繁运动，密封件与密封表面之间可能产生磨损，导致密封性能下降。

此外，由于反复加载和卸载等循环加载作用，密封件可能会发生疲劳断裂，造成泄漏。

6.化学腐蚀：在一些特殊液体或气体环境中，密封件可能会受到化学物质的腐蚀，从而导致密封性能下降。

例如，金属密封件在酸性或碱性环境中容易被腐蚀，使其表面产生孔洞和裂纹，引起泄漏。

7.装配不当：密封件在安装和拆卸时，如果操作不当，可能会导致受力不均、变形和损坏，从而失去密封性能。

此外，未正确安装或调整密封件的尺寸、压力和形状等参数，也会导致泄漏。

为了避免密封失效，可以采取以下措施：1.选择合适的材料：根据具体工作条件选择耐化学腐蚀、耐温度变化和耐磨损的密封材料，并经过实验验证其性能。

2.加强密封表面处理：通过精密加工、打磨和涂覆等技术，改善密封表面的平整度、光洁度和硬度，确保与密封件接触的接触面质量。

3.控制温度和压力：合理控制系统温度和压力范围，避免对密封件造成过大影响，例如采用冷却装置、降压装置等。

橡胶密封件的失效分析橡胶密封件在工业生产中扮演着重要的角色，如油封、O型圈等，它们起到了密封、防尘、防水和减震等功能。

然而，在使用过程中，橡胶密封件会遇到一些失效问题，如老化、损伤和磨损等。

本文将对橡胶密封件的失效进行分析和解决方案的提出。

首先，橡胶密封件的失效主要有以下几个方面。

1.老化失效：橡胶密封件在潮湿、高温或紫外线照射等环境中容易发生老化，导致硬化、变脆和开裂等失效现象。

这可能是由于橡胶材料中的添加剂分解、聚合物链断裂或弹性恢复力下降等引起的。

解决该问题的方法可以是增加橡胶材料中的防老化添加剂，降低橡胶材料的老化速度。

2.损伤失效：橡胶密封件在安装和使用过程中可能会受到物理损伤，如划痕、撕裂和穿孔等。

这种损伤可能是由于安装时的不当操作、摩擦或碰撞等引起的。

解决该问题的方法可以是提高人员操作的技术水平，减少橡胶密封件与其他物体的接触或改进橡胶密封件的抗损伤能力。

3.磨损失效：橡胶密封件在高速旋转或长期工作状态下容易发生磨损失效，导致泄漏和密封性能下降。

这种磨损可能是由于工作介质的侵蚀、颗粒物的磨损和接触表面的摩擦等引起的。

解决该问题的方法可以是更换耐磨性更好的橡胶材料、提高橡胶密封件的硬度和强度，或添加润滑剂和涂层等。

为了有效解决以上失效问题，我们可以采取以下几种措施。

1.选择合适的橡胶材料：不同工作条件下需要选择具有不同特性的橡胶材料。

如在高温环境下，可以选择耐热性能较好的硅胶密封件；在耐腐蚀环境下，可以选择具有良好耐化学腐蚀性能的氟橡胶密封件。

2.优化设计和制造工艺：合理的设计和制造工艺可以提高橡胶密封件的密封性能。

例如，合理选择密封截面形状、优化尺寸和减少表面粗糙度等。

3.定期检查和保养：及时发现橡胶密封件的问题，如老化、损伤和磨损等，并采取相应的措施予以修复或更换。

4.正确使用和维护：严格按照使用说明书中的要求进行使用和维护，避免因操作不当导致的失效。

总之，橡胶密封件的失效是多方面因素综合作用的结果，需要综合考虑材料的选择、工艺的优化和使用维护的合理性。