Analyse van microlekkage van autobandgas

Nadat een autoband volledig is opgepompt en 6 tot 12 maanden is gebruikt, zal de bandenspanning in verschillende mate dalen. Als de band wordt geïnspecteerd, worden er doorgaans geen lekkages gevonden. Dergelijke microlekkage wordt meestal niet veroorzaakt door schade aan het karkas of het ventiel van de band, maar door het binnendringen van gas in het intacte bandmateriaal zelf. De technische R&D-ingenieurs van Standard Group (Hong Kong) Co., Ltd. analyseerden enkele oorzaken van microlekkage in autobanden vanuit een microperspectief, in de hoop nuttig te zijn voor de productie en gebruikers van autobanden.

Analyse van het gasproces dat door de rubberlaag van de band gaat:

De gasdruk in een autoband is doorgaans 0,2~0,25 MPa, wat betekent dat de dichtheid van de gasmoleculen binnenin de band is gelijk aan het gas buiten de band, 2 tot 2,5 keer de moleculaire dichtheid, waardoor er een concentratieverschil ontstaat van gasmoleculen binnen en buiten de band. Vanuit microscopisch perspectief passeren gasmoleculen de rubberlaag van de bandweergegeven in Figuur 1:

Figuur 1. Schematisch diagram van het penetratieproces van gasmoleculen

Factoren die de gaspenetratie beïnvloeden :

(1) De invloed van het bandmateriaal zelf

Verschillende stappen waarin gas door de rubberlaag gaat, zoals weergegeven in Figuur 1. Diffusie is de langzaamste en meest kritische stap in de proces van gaspenetratie. Wanneer hetzelfde gas verschillende materialen binnendringt, hangt de mate van gaspenetratie voornamelijk af van de diffusiecoëfficiënt van het gas in het materiaal. Het diffusiefenomeen van gas volgt de wet van Fick:

Waarbij J - diffusiehoeveelheid, eenheid g/s is

A ——Het dwarsdoorsnedeoppervlak waar diffusie optreedt, in m2

D ——Diffusiecoëfficiënt, in m2/s

c1 ——Concentratie, in eenheid is g/m3

z——afstand, eenheid is m.

Dit is een vorm van de wet van Fick. Fick noemde D een \'constante bepaald door de aard van het object\'. Dit is de diffusiecoëfficiënt. Dediffusiecoëfficiënt D hangt af van de verdelingscoëfficiënt tussen het gas en het materiaal. De D van verschillende rubbermaterialen is anders. Zelfs als het hetzelfde rubbermateriaal is, zal de fysieke eigenschapsconstante D anders zijn als gevolg van verschillende grondstoffen en productieprocessen. Benadrukt moet worden dat rubbermaterialen tijdens gebruik geleidelijk zullen verouderen en dat hun constante D ook dienovereenkomstig zal veranderen.

(2) Effect van temperatuur

De diffusiecoëfficiënt D is gerelateerd aan de temperatuur. Hoe hoger de temperatuur, hoe gewelddadiger de beweging van de polymeerketen en hoe gemakkelijker het is voor de gasmoleculen om te diffunderen. De diffusiecoëfficiënt D verandert met de temperatuur. toenemen door te stijgen. De relatie tussen diffusiecoëfficiënt D en temperatuur volgt de formule van Arrhenius:

Waar, T - temperatuur, eenheid K is

p>　△E0——Diffusie-activeringsenergie, eenheid is J/mol

D0——Diffusiecoëfficiënt vande doordringende component onder oneindige verdunning, eenheid is m2/s

R——Universele gasconstante, de waarde is 8,3143J/K·mol

(3) De invloed van gasvulling in de band

Wanneer het gas dat in autobanden wordt gevuld, samengeperste lucht is, bevat het gas meestal vocht en olie. De gegalvaniseerde laag van de velg wordt geoxideerd door zuurstof in de lucht, wat resulteert in losse afdichting en lekkage van gas in de band. Tegelijkertijd zal de aanwezigheid van vocht, olie en zuurstof ook de veroudering van het bandrubber verergeren en de penetratie van gas versnellen.

In de formule van Arrhenius vertegenwoordigt ΔED de diffusie-activeringsenergie, die toeneemt met de toename van de diameter van de gasmoleculen. Kleine veranderingen in de diameter van de moleculen zullen een snelle toename van ΔE0 veroorzaken, waardoor moleculaire diffusie moeilijk wordt. Tabel 1 geeft een overzicht van de diameters van verschillende gasmoleculen met een relatief hoog gehalte in de lucht. Het is geverifieerd door experimenten die voor hetzelfde soortrubber, de penetratiehoeveelheid zuurstof is ongeveer 4 maal die van stikstof, en de penetratiehoeveelheid kooldioxide is ongeveer 8 maal die van stikstof. Daarom wordt er altijd voor gekozen om banden met stikstof te vullen.

Tabel 1. Moleculaire grootte van gas

Prev: Vervanging van de lampbuis van de verouderingstestkamer van de xenonlamp