آیا حلقه های O-FKM در برابر تشعشع مقاوم هستند؟

من به عنوان تامین کننده حلقه های O-FKM، اغلب با سوالات مختلفی از مشتریان مواجه می شوم و یک سوال که اغلب مطرح می شود این است که آیا حلقه های O-FKM در برابر تشعشع مقاوم هستند یا خیر. در این وبلاگ، من به بررسی این موضوع از دیدگاه علمی می پردازم و خواص حلقه های O-Ring FKM و عملکرد آنها در شرایط تابش را بررسی می کنم.

درک FKM O - Rings

FKM یا Fluoroelastomer یک ماده لاستیکی مصنوعی است که به دلیل مقاومت شیمیایی عالی، پایداری در دمای بالا و خواص مکانیکی خوب شناخته شده است. FKM O - رینگ ها به طور گسترده در بسیاری از صنایع مانند خودروسازی، هوافضا، فرآوری شیمیایی و نفت و گاز به دلیل توانایی آنها در حفظ مهر و موم قابل اعتماد در محیط های سخت استفاده می شود.

ساختار مولکولی FKM با پیوندهای کربن - فلوئور مشخص می شود. این پیوندها بسیار قوی هستند که به FKM مقاومت شیمیایی و پایداری حرارتی فوق العاده ای می بخشد. به عنوان مثال، FKM می‌تواند در معرض طیف وسیعی از مواد شیمیایی، از جمله اسیدها، بازها و حلال‌ها مقاومت کند و بسته به فرمول خاص، می‌تواند در دماهای بین -20 تا 250 درجه سانتی‌گراد (-4 درجه فارنهایت تا 482 درجه فارنهایت) عمل کند.

تابش و اثرات آن بر مواد

تشعشعات را می توان به انواع مختلفی از قبیل تابش آلفا، بتا، گاما و نوترون طبقه بندی کرد. هر نوع تابش خواص متفاوتی دارد و به طرق مختلف با مواد برهم کنش دارد.

تابش آلفا از هسته هلیوم تشکیل شده است. قدرت نفوذ نسبتا کمی دارد و می توان آن را با یک ورق کاغذ یا چند سانتی متر هوا متوقف کرد. با این حال، اگر مواد ساطع کننده آلفا بلعیده یا استنشاق شوند، می توانند آسیب قابل توجهی به بافت های زنده وارد کنند.

تابش بتا از الکترون ها یا پوزیترون های پر انرژی تشکیل شده است. قدرت نفوذ بیشتری نسبت به تابش آلفا دارد و می تواند از طریق لایه های نازکی از مواد مانند پلاستیک و فلزات نفوذ کند.

تابش گاما شکلی از تابش الکترومغناطیسی با انرژی بالا و طول موج کوتاه است. قدرت نفوذ بسیار بالایی دارد و می تواند از لایه های ضخیم بتن، سرب و سایر مواد متراکم عبور کند.

تشعشعات نوترونی در اثر واکنش های هسته ای تولید می شود. نوترون‌ها می‌توانند با هسته‌های اتمی تعامل داشته باشند و باعث واکنش‌های هسته‌ای و تولید ایزوتوپ‌های رادیواکتیو شوند.

هنگامی که مواد در معرض تابش قرار می گیرند، اثرات متعددی ممکن است رخ دهد. تشعشع می تواند پیوندهای شیمیایی موجود در مواد را بشکند و منجر به بریدگی زنجیره ای، پیوند متقابل یا تشکیل رادیکال های آزاد شود. این تغییرات می تواند منجر به کاهش خواص مکانیکی مانند استحکام کششی، ازدیاد طول در هنگام شکست و سختی شود. علاوه بر این، تابش همچنین می تواند باعث تغییر رنگ، شکنندگی و کاهش مقاومت شیمیایی مواد شود.

آیا حلقه های O-FKM در برابر تشعشع مقاوم هستند؟

مقاومت تابشی حلقه های O-FKM به عوامل مختلفی از جمله نوع و دوز تابش، زمان قرار گرفتن در معرض و فرمول خاص FKM بستگی دارد.

به طور کلی FKM در مقایسه با برخی دیگر از الاستومرها مقاومت نسبتا خوبی در برابر تشعشعات گاما دارد. پیوندهای قوی کربن - فلوئور در FKM آن را در برابر تابش پایدارتر می کند. با این حال، قرار گرفتن در معرض دوز بالا و طولانی مدت در معرض تابش گاما همچنان می تواند به FKM آسیب برساند.

برای مثال، در دوزهای کم تا متوسط ​​تابش گاما (تا چند صد کیلوگرم)، FKM ممکن است تنها تغییرات جزئی در خواص مکانیکی خود داشته باشد. ماده ممکن است کمی سفت تر شود و ازدیاد طول آن در هنگام شکست ممکن است کمی کاهش یابد. اما همچنان می تواند عملکرد آب بندی خود را حفظ کند.

با افزایش دوز تابش، آسیب به FKM قابل توجه تر می شود. در دوزهای بسیار بالا (بالاتر از چندین مگاگری)، FKM ممکن است دچار بریدگی شدید زنجیره ای و اتصال متقابل شود که منجر به از دست دادن خاصیت ارتجاعی، شکنندگی و کاهش قابل توجهی در توانایی آب بندی آن می شود.

وقتی صحبت از تشعشعات نوترونی می شود، FKM عموماً مقاومت کمتری دارد. نوترون‌ها می‌توانند با هسته‌های اتمی در FKM تعامل داشته باشند و باعث واکنش‌های هسته‌ای و تولید ایزوتوپ‌های رادیواکتیو شوند. این می تواند منجر به آسیب های پیچیده تر و شدیدتر به مواد شود، از جمله تغییر در ترکیب شیمیایی و خواص مکانیکی آن.

عوامل موثر بر مقاومت تشعشعی حلقه های O FKM

مقاومت تشعشعی حلقه های O-FKM را می توان تحت تأثیر عوامل زیر قرار داد:

1. فرمولاسیون: فرمولاسیون های مختلف FKM ممکن است مقاومت تابشی متفاوتی داشته باشند. برخی از فرمول ها ممکن است حاوی مواد افزودنی یا پرکننده هایی باشند که می توانند مقاومت در برابر تشعشع مواد را افزایش دهند. به عنوان مثال، برخی از آنتی اکسیدان ها می توانند به از بین بردن رادیکال های آزاد تولید شده توسط تابش کمک کنند و میزان آسیب به مواد را کاهش دهند.

2. دما: دما در هنگام قرار گرفتن در معرض تشعشع نیز می تواند بر مقاومت تابشی FKM تأثیر بگذارد. دماهای بالاتر می تواند واکنش های شیمیایی ناشی از تشعشع را تسریع کند و منجر به تخریب سریعتر مواد شود.

3. اکسیژن و رطوبت: وجود اکسیژن و رطوبت نیز می تواند در تخریب FKM ناشی از تشعشع نقش داشته باشد. اکسیژن می‌تواند با رادیکال‌های آزاد تولید شده توسط تشعشع واکنش داده و باعث اکسیداسیون و تخریب بیشتر مواد شود. رطوبت نیز می تواند بر خواص مواد تأثیر بگذارد، به خصوص اگر حاوی مواد افزودنی حساس به آب باشد.

کاربردهای FKM O - Rings در تابش - محیط های مستعد

علی‌رغم محدودیت‌های مقاومت در برابر تشعشعات FKM، هنوز کاربردهایی وجود دارد که در آن‌ها می‌توان از حلقه‌های OFKM در محیط‌های مستعد تشعشع استفاده کرد.

در صنعت انرژی هسته ای، حلقه های O-FKM ممکن است در مناطق خاصی که سطوح تشعشع نسبتاً پایین است استفاده شوند. به عنوان مثال، آنها را می توان در شیرها، پمپ ها و اتصالات در مناطق غیر بحرانی نیروگاه هسته ای، که در آن دوز تشعشع در محدوده تحمل FKM است، استفاده کرد.

در کاربردهای هوافضا، FKM O - Rings ممکن است در فضاپیماها و ماهواره ها استفاده شود. اگرچه فضا با انواع مختلفی از تشعشعات پر شده است، دزهای تشعشع در برخی از قسمت های فضاپیما ممکن است برای FKM قابل کنترل باشد. علاوه بر این، می توان از محافظ مناسب برای کاهش قرار گرفتن در معرض تشعشع حلقه های O استفاده کرد.

سایر مواد حلقه O برای تشعشع - محیط های مستعد

اگر سطوح تشعشع برای FKM O - Rings خیلی زیاد باشد، ممکن است مواد دیگری در نظر گرفته شود. به عنوان مثال،حلقه لاستیکی HNBR O(لاستیک نیتریل بوتادین هیدروژنه) در برخی موارد مقاومت تشعشعی بهتری نسبت به FKM دارد. HNBR ساختار مولکولی اشباع‌تری دارد که باعث می‌شود آن را در برابر تابش پایدارتر کند.

گزینه دیگر این استحلقه O لاستیک رنگارنگ Nbr را سفارشی کنید(لاستیک نیتریل بوتادین). NBR یک الاستومر مقرون به صرفه با خواص مکانیکی نسبتا خوب است. اگرچه مقاومت در برابر تشعشع آن به خوبی HNBR نیست، اما هنوز هم می توان از آن در برخی از برنامه های کاربردی با تابش کم استفاده کرد.حلقه O استاندارد مهر و موم رنگارنگ NBRهمچنین جایگزینی برای نیازهای مختلف آب بندی فراهم می کند.

نتیجه گیری

در نتیجه، FKM O - Rings درجه خاصی از مقاومت در برابر تشعشع، به ویژه تابش گاما در دوزهای کم تا متوسط ​​دارند. با این حال، مقاومت تابشی آنها محدود است و قرار گرفتن در معرض دوز بالا یا طولانی مدت در معرض تابش می تواند آسیب قابل توجهی به مواد وارد کند.

هنگام انتخاب حلقه های O برای محیط های مستعد تشعشع، توجه به نوع و دوز تابش، شرایط عملیاتی و الزامات خاص برنامه ضروری است. در برخی موارد، حلقه های O-FKM ممکن است انتخاب مناسبی باشد، در حالی که در موارد دیگر، مواد جایگزین مانند HNBR یا NBR ممکن است مناسب تر باشند.

اگر برای کاربرد خاص خود به حلقه های O نیاز دارید، چه در محیط های مستعد تشعشع باشد یا نه، ما اینجا هستیم تا به شما کمک کنیم. تیم کارشناسان ما می توانند اطلاعات دقیق و راهنمایی در مورد انتخاب مناسب ترین حلقه های O-Ring را به شما ارائه دهند. ما طیف گسترده ای از مواد و اندازه های O - Ring را برای رفع نیازهای متنوع شما ارائه می دهیم. لطفاً با ما تماس بگیرید تا در مورد نیازهای خود صحبت کنید و مذاکره خرید را شروع کنید.

مراجع

1. "راهنمای الاستومرها" نوشته برایان ام. واکر
2. "اثرات تشعشع بر پلیمرها" نوشته آندری چمیلوسکی
3. گزارش های فنی در مورد FKM و سایر الاستومرها از تولید کنندگان عمده لاستیک