TR10 を理解する: 低温シール回復の最も重要な指標-

 

工業用シーリング用途における低温ゴムの性能に関する 3 部構成の技術シリーズへようこそ。-このシリーズは、特に鉄道ブレーキ システム、空気圧制御バルブ、金属接合バルブ コアを扱う購買エンジニア、シーリング設計エンジニア、技術専門家を対象に書かれています。{2}}

 

 

 

 

 

このシリーズの最初の記事では、ガラス転移温度 (Tg) と、低温でのゴムの挙動を理解する上でのその役割について考察しました。- Tg は分子レベルの変化を表しますが、経験豊富なシーリング技術者は、TR10 (10% の温度リトラクション) が低温環境における実際のシーリング性能をより正確に予測できることを知っています。-

 

鉄道ブレーキ システムのバルブ コアや極寒の環境で動作する空気圧制御バルブの場合、圧縮後に形状を回復するゴムの能力が最終的に漏れを防ぎます。これはまさに TR10 が測定するものです。

 

 

TR10 は、10% の温度リトラクションを表します。試験方法 (通常は ASTM D1329 または ISO 2921) には以下が含まれます。

• ゴム試験片を指定された伸び（通常は 50% または 100%）まで引き伸ばします。
• 引き伸ばした試験片を硬くなるまで低温で凍結させます。
• 収縮を測定しながら試験片を徐々に温めます。
• 試験片が元の変形の 10% を回復する温度を記録します。

 

材料の熱転移を測定する Tg とは異なり、TR10 は低温変形後にゴムが弾性を回復する能力を直接反映します。-シーリング用途の場合、このパラメータは多くの場合、実際の現場でのパフォーマンスとより良い相関関係を持ちます。

 

 

どちらのパラメータも低温での動作を記述しますが、目的は異なります。{0}違いを理解することは、材料を適切に選択するために非常に重要です。

 

 

• Tg は分子転移を示します。 TR10 は実用的な弾性回復力を測定します
• Tg は実験室の熱測定値です。 TR10は実際のシール変形状態をシミュレーション
• Tg はシール設計としては中程度の値です。 TR10は直接適用価値が高い
• Tg は一般的な材料データシートに時々表示されます。 TR10 はシーリングの特定の仕様に頻繁に登場します-

 

多くのバルブコア用途では、エンジニアは TR10 を優先します。シールの信頼性は、単にガラス転移温度以上に留まるのではなく、圧縮後にゴムが回復する能力に依存するためです。材料が Tg を超えていても、動的条件下でシール力を維持するには回復が遅すぎる場合があります。

 

 

 

Tg が低いほど、ゴムが低温でも柔軟性を維持することを意味し、TR10 が低いほど、変形後の弾性回復が速いことを示します。これらの特性により、シール力を維持し、漏れのリスクを軽減し、冬季運転中のバルブの信頼性を向上させることができます。

 

 

 

 

材料	典型的なTg	典型的な TR10	耐油性	料金
標準NBR	-25～-40度	-20～-35度	素晴らしい	低い
TGE に最適化された低温 NBR-	-60度	-50度	素晴らしい	中くらい
標準HNBR	-35～-45度	-30～-40度	素晴らしい	高い
標準EPDM	-55度	-50度	貧しい	中くらい
標準FKM	-10度	-5度	素晴らしい	非常に高い

 

TR10 値は、通常、同じ化合物の Tg 値よりも高い (暖かい) ことに注意してください。これは予想されることであり、通常のことです。-材料は Tg で転移を開始しますが、意味のある弾性回復を達成するにはより高い温度が必要です。

 

 

鉄道空気圧システムの金属結合バルブ コアでは、TR10 が特に重要となる特定の条件が発生します。{0}

• シールは低温で長時間圧縮されたままになります
• 圧力サイクルでは密閉と回復を繰り返す必要があります
• 動的なバルブの動きには即時の弾性応答が必要です
• システムの安全性は、-40 度以下でも漏れがない性能に依存します。-

 

シールが低温で圧縮されると、シール力を維持するために合わせ面を「押し戻す」必要があります。回復が遅すぎる場合 (高い TR10 で示される)、シールは表面の凹凸に追従せず、圧力変化を補償できず、漏れが発生します。

 

 

標準的な NBR コンパウンドの TR10 値は通常 -20 度から -35 度の範囲にあるため、多くの技術者は極寒地での使用に備えてより高価なポリマーを指定しています。しかし、高度な配合技術により、このパラダイムが変わりました。

TGE では、以下を維持しながら -50 度未満の TR10 値を達成する、最適化された低温 NBR 配合を開発しました。{0}

• 優れた耐油性 (潤滑剤を使用する空気圧システムには重要)
• 良好な圧縮永久歪特性
• ゴム-と-の金属間の強力な接着力
• 数千回の圧力サイクルを通じて一貫したパフォーマンスを実現

 

 

鉄道用途向けの空気圧バルブ コンポーネントを開発している欧州の顧客は、-40 度に近い温度でも信頼性の高いシールを必要としていました。エンジニアリング チームは当初、より高価な特殊エラストマーへの切り替えを検討していましたが、そうするとコンポーネントのコストが 200% 以上増加することになります。

 

その代わりに、当社のエンジニアリング チームは NBR 配合を最適化し、優れた耐油性と金属結合性能を維持しながら低温での柔軟性を向上させました。{0}得られた化合物は次のことを達成しました。

• Tg −60度以下
• TR10 -50度以下
• 熱サイクルを繰り返しても安定した圧縮回復
• 製品検証テスト全体を通して信頼性の高いパフォーマンスを実現

 

このソリューションは、NBR の実証済みの製造および接着の利点を維持しながら、代替ポリマーの数分の 1 のコストで必要な低温性能を実現しました。{0}

 

 

低温で適切に回復する化合物を確実に受け取るには、仕様に次の要件を含めてください。{0}}

• 最低動作温度に応じて、TR10 の最大値 (例: TR10 -45 度以下) を指定します。
• 試験規格を参照: ASTM D1329 または ISO 2921、方法 A (液浸)
• オリジナルのコンパウンドだけでなく、熱老化や液体への曝露後にも TR10 テストを必要とする
• TR10と低温での実圧試験との相関データをリクエストする

 

 

TR10 は、シール力を維持する正確な特性である変形後の弾性回復を直接測定するため、シール用途に最も実用的な低温インジケータです。{{1} Tg は有用な理論的背景を提供しますが、TR10 は低温シール性能の主要な仕様パラメータである必要があります。-

 

 

このシリーズの最後の記事では、低温脆性と、取り扱い、設置、および極度の寒さの際の致命的なシール破損の防止におけるその役割を検討します。

 

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