Blog

Corrosion điện hóa xảy ra khi các kim loại khác nhau như thép không gỉ và nhôm được kết nối điện trong môi trường dẫn điện, tạo ra hiệu ứng pin khiến kim loại anodic hơn (nhôm) bị ăn mòn với tốc độ nhanh hơn 3-10 lần so với bình thường. Phản ứng điện hóa này gây ra hiện tượng ăn mòn lỗ, mất mát vật liệu và suy giảm rãnh seal, có thể làm giảm tuổi thọ xi lanh từ 10 năm xuống dưới 18 tháng trong môi trường ẩm ướt hoặc bị ô nhiễm.

Nhiệt độ chuyển pha thủy tinh (Tg) là điểm nhiệt độ quan trọng mà các phớt cao su đàn hồi chuyển từ trạng thái dẻo, linh hoạt sang trạng thái cứng, thủy tinh, thường dao động từ -70°C đến -10°C tùy thuộc vào thành phần polymer. Dưới Tg, các phớt mất 80-95% độ đàn hồi, không thể duy trì áp lực tiếp xúc với bề mặt phớt, và dễ bị nứt vỡ và biến dạng vĩnh viễn, dẫn đến hỏng phớt ngay lập tức và rò rỉ hệ thống, bất kể tình trạng hoặc tuổi thọ của phớt.

Phá vỡ do ăn mòn dưới tác động của ứng suất (SCC) là một cơ chế gãy giòn xảy ra khi thép không gỉ austenitic (304, 316) đồng thời chịu ứng suất kéo vượt quá giới hạn chảy 30%, nồng độ clorua thấp tới 50 ppm và nhiệt độ vượt quá 60°C, gây ra các vết nứt xuyên hạt hoặc giữa hạt lan truyền nhanh chóng mà không có dấu hiệu ăn mòn bên ngoài. SCC có thể làm giảm tuổi thọ hoạt động của xi lanh từ 15-20 năm xuống còn hỏng hóc nghiêm trọng trong 6-18 tháng, mà không có dấu hiệu cảnh báo cho đến khi xảy ra hỏng hóc cấu trúc hoàn toàn.

Phản ứng thủy phân polyurethane là quá trình phân hủy hóa học trong đó các phân tử nước phá vỡ các liên kết este trong chuỗi polymer, khiến các lớp seal mất đi độ bền cơ học, trở nên giòn hoặc dính, và cuối cùng vỡ thành các mảnh nhỏ. Phản ứng này gia tăng theo cấp số nhân ở nhiệt độ trên 60°C và độ ẩm tương đối 70%, làm giảm tuổi thọ của các mối nối từ 5-8 năm xuống còn 12-24 tháng trong các điều kiện khí hậu nhiệt đới, cơ sở ven biển hoặc ứng dụng tiếp xúc với hơi nước, với polyurethane dựa trên polyester có độ nhạy cao hơn 5-10 lần so với các công thức dựa trên polyether.

Lớp phủ gốm cho thanh xi lanh có độ cứng từ 1.200 đến 2.200 HV (so với 850-1.000 HV của lớp phủ crôm cứng), tạo ra một lớp bảo vệ siêu cứng, chống mài mòn, giúp kéo dài tuổi thọ thanh xi lanh từ 300 đến 500% trong các ứng dụng khai thác mỏ có độ mài mòn cao. Các lớp phủ này—bao gồm cacbua crôm, cacbua vonfram và oxit nhôm—được áp dụng thông qua quá trình phun nhiệt hoặc PVD với độ dày 25-150 micron, cung cấp khả năng chống mài mòn vượt trội đồng thời duy trì bề mặt nhẵn mịn cần thiết cho việc đóng kín hiệu quả trong xi lanh khí nén.

Tỷ lệ phồng của FKM (cao su fluorocarbon) trong dầu nén tổng hợp thay đổi đáng kể tùy thuộc vào thành phần hóa học của dầu, với dầu polyalphaolefin (PAO) gây ra tỷ lệ phồng thể tích 2-8% (có thể chấp nhận được), dầu polyalkylene glycol (PAG) gây ra độ phồng 8-15% (không đạt yêu cầu), và một số loại dầu tổng hợp dựa trên este gây ra độ phồng 15-30% (không chấp nhận được), làm hỏng hình dạng và lực se của phớt. Thử nghiệm tương thích vật liệu theo tiêu chuẩn ASTM D471 là cần thiết trước khi sử dụng phớt FKM trong hệ thống khí nén bôi trơn bằng dầu, vì độ phồng quá mức gây ra hiện tượng phớt bị ép ra, giảm độ nén và hỏng hóc sớm, bất kể chất lượng phớt.

Hysteresis của phớt động là độ trễ do ma sát gây ra giữa vị trí được điều khiển và vị trí thực tế của xi lanh, do hiện tượng dính-trượt, biến động lực tách rời và ma sát phụ thuộc vào tốc độ trong vật liệu phớt. Hysteresis này gây ra sai số định vị từ 0,2 đến 2,0 mm trong xi lanh khí nén tiêu chuẩn, khiến thiết kế phớt, lựa chọn vật liệu và tối ưu hóa bôi trơn trở nên quan trọng đối với các ứng dụng yêu cầu độ lặp lại tốt hơn ±0,5 mm trong các hệ thống lắp ráp, thử nghiệm và đo lường chính xác.

Thùng xi lanh bằng nhôm đúc áp lực cung cấp tốc độ sản xuất nhanh hơn và hình dạng phức tạp, nhưng có độ bền thấp hơn và vấn đề về độ xốp. Trong khi đó, nhôm ép đùn mang lại cấu trúc hạt ưu việt, độ bền kéo cao hơn và khả năng chịu áp lực tốt hơn—làm cho quá trình ép đùn trở thành lựa chọn ưu tiên cho các xi lanh không trục có hiệu suất cao và các ứng dụng khí nén yêu cầu độ bền cao.

Sự giòn ở nhiệt độ thấp xảy ra khi kim loại mất đi độ dẻo và độ bền dưới nhiệt độ критический, dẫn đến vỡ đột ngột dưới tác động của lực va đập. Thử nghiệm va đập Charpy ở nhiệt độ hoạt động mục tiêu là phương pháp duy nhất đáng tin cậy để xác minh rằng các xi lanh cấp bắc cực duy trì khả năng hấp thụ năng lượng đủ (thường >15 joules ở -40°C) để ngăn chặn các sự cố nghiêm trọng trong các ứng dụng ở vùng cực và kho lạnh.

Sự thẩm thấu khí là quá trình khuếch tán phân tử của không khí nén qua ma trận polymer của vật liệu làm kín, với tốc độ được xác định bởi thành phần hóa học của vật liệu, loại khí, chênh lệch áp suất, nhiệt độ và độ dày của lớp làm kín. Tốc độ thẩm thấu dao động từ 0,5 đến 50 cm³/(cm²·ngày·atm) gây ra sự mất áp suất dần dần ngay cả trong các lớp làm kín được lắp đặt hoàn hảo, do đó việc lựa chọn vật liệu là yếu tố quan trọng đối với các ứng dụng yêu cầu duy trì áp suất trong thời gian dài, tiêu thụ không khí tối thiểu hoặc hoạt động với các loại khí đặc biệt như nitơ hoặc heli.