الحلقة المطاطية الشائعة 0- هي مبدأ الختم الذاتي ، والذي يحافظ على وظيفة الختم حتى يتم تشوه الحلقة 0- وتنعيمها. هذا بسبب الضغط الذي تمارسه الحلقة 0- التي تسد العيوب الصغيرة.
لا يكون ختم المبادل الحراري هو نفسه بالنسبة للصفائح المطاطية بأكملها. يعتمد التشغيل المحكم للمبادل الحراري بشكل أساسي على المقارنة بين إجهاد الختم اللحظي الناتج عن ضغط الحشية المطاطية وضغط التشغيل للمبادل الحراري. إذا كان إجهاد الختم أكبر من ضغط التشغيل ، يتم الحفاظ على الختم وإذا لم يكن كذلك ، يحدث التسرب. لذلك ، فإن أهم شيء بالنسبة لختم المبادل الحراري هو أن إجهاد الختم يكون أعلى ما يمكن ويظل كذلك لأطول فترة ممكنة.
وهذا يعني أن المطاط يخضع لاسترخاء الإجهاد تحت تشوه طويل الأمد ، أي أن إجهاد الختم يتحلل بمرور الوقت تحت ضغط أو شد ثابت. يعد استرخاء الضغط العالي عاملاً مهمًا في الحد من عمر خدمة حشيات المطاط للمبادل الحراري. هناك نوعان من استرخاء الإجهاد ، أحدهما هو الاسترخاء الجسدي ، والذي ينتج عن إعادة الترتيب بين جزيئات البوليمر وجزيئات الحشو ، والتي تقترب تدريجياً من التوازن مع تشوه المطاط ، ويكون لوغاريتم إجهاد الختم خطيًا مع مرور الوقت. نوع آخر من الاسترخاء هو الاسترخاء الكيميائي ، والذي ينتج عن تكسير الروابط الكيميائية في الترابط المطاطي. تعتبر الأكسدة ودرجة الحرارة من العوامل المهمة التي تؤثر على هذا النوع من الاسترخاء. وبالتالي فإن معدل استرخاء الإجهاد يعتمد إلى حد كبير على درجة الحرارة ونطاق درجة حرارة التشغيل لكل حشية مطاطية. يعتبر النتريل ذو درجة الحرارة المنخفضة مناسبًا لنطاق درجات الحرارة المنخفضة ، وبالتالي يتدهور استرخاء الإجهاد بسرعة مع ارتفاع درجة الحرارة ، في حين أن العكس هو الصحيح بالنسبة للإلاستومرات الفلورية ، والتي تكون مناسبة لنطاق درجات الحرارة المرتفعة.
تتميز الحشيات سيئة الصنع ذات الكثافة المنخفضة للوصلة المتقاطعة بمعدلات استرخاء عالية للضغط وعمر حشية قصير. ومع ذلك ، فإن زيادة كثافة الارتباط المتشابك تعمل على تحسين استرخاء الضغط ولكنها تقلل من قوة التمزق للمطاط ، مما يؤدي إلى تمزق الحشية المطاطية تحت الضغط العالي. إجهاد الختم هو دالة لدرجة الحرارة ، وللمطاط المختلف تبعيات مختلفة على درجة الحرارة. يُظهر إجهاد الختم لمركبات الفلورو إلاستومر اعتمادًا قويًا على درجة الحرارة ، وبالتالي يمكن أن تحدث تسربات باردة في المبادلات الحرارية للصفائح المزودة بحشيات المطاط الفلوري.
بالإضافة إلى استرخاء الإجهاد ، هناك سمة أخرى غالبًا ما يتم التغاضي عنها في حشيات المطاط وهي أن الخصائص الفيزيائية تعتمد أيضًا بشدة على درجة الحرارة. في درجات الحرارة المرتفعة ، تقل قوة التمزق وصلابة الحشوات المطاطية ، على الرغم من أن الاختزال يختلف من حشية مطاطية إلى أخرى ، ولكن إذا تم ضغط الحشية بعد ذلك وتجاوزت قوتها النهائية ، فقد يحدث تلف ميكانيكي للحشية ، مثل سحق.
يمكن وصف العمر الافتراضي لحشية المطاط للمبادل الحراري على النحو التالي. يتم إنشاء إجهاد الختم الأولي عندما يتم تثبيت الحشية على اللوح وضغطها إلى حجمها الاسمي بعد التجميع ، ويبدأ تخفيف الضغط للحشية المطاطية. خلال فترة تخزين النقل وتركيب المبادل الحراري ، تكون درجة حرارة التبادل الحراري منخفضة ويكون استرخاء الإجهاد معتدلاً. بعد بدء التشغيل ، تبدأ درجة الحرارة في الارتفاع ويصبح استرخاء الإجهاد أكثر حدة. بعد فترة معينة من التشغيل ، يحتاج المبادل الحراري إلى التوقف للصيانة والتنظيف ، ويبرد المبادل الحراري مرة أخرى إلى درجة حرارته الأصلية. بعد إعادة الفتح ، يبدأ الختم بالضغط ويبدأ الاسترخاء مرة أخرى. بعد عدة عمليات تكرار ، في حالة التبادل الساخن والبارد ، يتم في النهاية تقليل إجهاد الختم للحشية المطاطية إلى أقل من الحد الأدنى من إجهاد الختم الضروري للحفاظ على السداد ويبدأ المبادل الحراري في التسرب ، مما يضطره إلى إيقاف التشغيل والاستبدال مع حشية مطاطية جديدة.
