Cách làm ống silicon: Hướng dẫn từng bước sản xuất ống đồng hồ silicon

Cách làm ống silicon: Câu trả lời ngắn gọn

Ống silicon được tạo ra bằng cách bọc các tấm cao su silicon chưa được xử lý và gia cố vải xung quanh trục thép, từng lớp, sau đó xử lý cụm dưới nhiệt và áp suất cho đến khi lưu hóa thành một ống rắn, dẻo. Các giai đoạn cốt lõi là Trộn vật liệu, cán, bọc trục gá, dán băng keo, xử lý bằng nồi hấp, tháo khuôn và cắt tỉa . Một điển hình ống đo silicon — được bán với chiều dài 1 mét cho đường ống làm mát, đường nạp và đường truyền chất lỏng công nghiệp — sử dụng 3 đến 5 lớp gia cố polyester hoặc aramid và mất khoảng 45 đến 90 phút để xử lý hoàn toàn, tùy thuộc vào độ dày và đường kính của thành.

Phần còn lại của bài viết này trình bày chi tiết từng bước sản xuất, vật liệu liên quan, thông số kỹ thuật xác định ống mềm đồng hồ chất lượng và cách đánh giá xem ống mềm bạn đang mua hoặc chế tạo có đáp ứng các tiêu chuẩn ngành hay không.

Những vật liệu nào được đưa vào ống silicon

Mọi ống silicone đều bắt đầu từ cao su silicone thô - thường là chất đàn hồi được xử lý bằng bạch kim hoặc peroxide được chọn để đảm bảo độ tinh khiết, ổn định nhiệt và tính linh hoạt. Vật liệu cơ bản này được pha trộn với chất độn và chất phụ gia trước khi chạm vào trục gá.

Thành phần cốt lõi

• Đế cao su silicon - cung cấp khả năng chống nhiệt, ozon và tia cực tím mà ống được biết đến
• Các lớp vải gia cố - lưới polyester, aramid hoặc sợi thủy tinh được kẹp giữa các lớp silicon để kiểm soát áp suất nổ
• Chất đóng rắn - kích hoạt quá trình lưu hóa, quá trình hóa học biến hợp chất mềm thành ống đàn hồi rắn
• Sắc tố và chất độn - kiểm soát màu sắc và thêm các đặc tính như muội than để chống tia cực tím

Số lượng lớp gia cố là yếu tố lớn nhất quyết định mức áp suất của ống. Theo nguyên tắc chung, ống có ID dưới 50mm sử dụng tối thiểu 3 lớp, ống từ 50mm đến 102mm sử dụng 4 lớp và bất kỳ ống nào trên 102mm cần 5 lớp trở lên để giữ áp suất làm việc tương đương.

Quy trình sản xuất ống silicon, từng bước

Sản xuất ống silicon là một quá trình xây dựng tuần tự, không phải là thao tác đúc một lần. Mỗi giai đoạn phải được thực hiện một cách chính xác nếu không ống cuối cùng sẽ có những điểm yếu, bẫy khí hoặc thành không bằng phẳng.

Bước 1: Phay và trộn

Cao su silicon thô và bột màu được đưa qua máy nghiền hai trục, máy nghiền này ép hợp chất giữa các con lăn cho đến khi tạo thành một tấm đồng nhất. Bước này, được gọi là phay, đảm bảo vật liệu có độ dày ổn định và không có không khí bị giữ lại trước khi tiến xa hơn.

Bước 2: Lập lịch

Hợp chất đã nghiền được đưa qua máy cán để cuộn nó thành những tấm mỏng, được đo chính xác. Các tấm này trở thành các lớp riêng lẻ được quấn quanh trục gá sau này, do đó, độ chính xác về độ dày ở giai đoạn này sẽ trực tiếp xác định độ dày thành ống cuối cùng.

Bước 3: Đóng gói và xây dựng trục gá

Trục thép được tạo hình để phù hợp với hình dạng bên trong của ống - thẳng, khuỷu hoặc uốn cong tùy chỉnh. Công nhân quấn xen kẽ các lớp tấm silicon và vải gia cố xung quanh trục gá bằng tay hoặc bằng máy quấn, xây dựng bức tường theo số lớp quy định. Đây là công đoạn xác định ống thành phẩm có phải là ống đơn giản hay không. ống đo silicone hoặc khuỷu tay đúc có nhiều góc uốn.

Bước 4: Dán

Băng keo được quấn chặt quanh các lớp đã bọc để nén chúng lại với nhau trước khi đóng rắn. Điều này giữ mọi lớp ở đúng vị trí và đẩy không khí bị mắc kẹt ra ngoài, giúp ngăn chặn bong bóng hoặc sự phân tách trong sản phẩm cuối cùng. Sau khi đóng rắn, băng được gỡ bỏ và loại bỏ.

Bước 5: Bảo dưỡng (Lưu hóa)

Cụm trục gá được dán băng sẽ đi vào nồi hấp hoặc lò nướng, nơi nhiệt và áp suất kích hoạt quá trình lưu hóa - phản ứng hóa học liên kết chéo các phân tử silicon thành một cấu trúc rắn, đàn hồi. Nhiệt độ bảo dưỡng thường nằm trong khoảng 150°C và 200°C , với thời gian chu kỳ dao động từ 30 phút đối với ống có đường kính nhỏ có thành mỏng đến hơn 90 phút đối với ống công nghiệp có thành dày có đường kính lớn.

Bước 6: Tháo khuôn, cắt tỉa và hoàn thiện

Sau khi được xử lý, ống được kéo ra khỏi trục gá, băng dính được loại bỏ và vật liệu thừa được cắt bỏ ở cả hai đầu. Sau đó, ống sẽ được kiểm tra trực quan và kích thước để kiểm tra các khuyết tật bề mặt, độ đồng nhất của thành và độ chính xác ID/OD trước khi được phê duyệt để bán.

Thông số kỹ thuật ống đo silicone bạn nên biết

"Ống đồng hồ" chỉ đơn giản đề cập đến phần ống silicon thẳng được bán với chiều dài 1 mét, định dạng tiêu chuẩn cho hệ thống ống nước làm mát, ống nạp và chân không tùy chỉnh trong đó người lắp đặt cắt và nối các phần để phù hợp với bố cục riêng của chúng. Thông số kỹ thuật khác nhau tùy theo đường kính, nhưng bảng dưới đây hiển thị các số liệu điển hình cho các kích thước phổ biến.

Lưu ý mẫu: khi đường kính trong tăng, áp suất làm việc giảm ngay cả khi số lớp tăng lên. Đây là thực tế về cấu trúc của kỹ thuật ống, không phải là lối tắt trong sản xuất - đường kính lớn hơn có diện tích bề mặt lớn hơn để áp suất bên trong tác động lên, do đó, cùng một kết cấu thành ống mang lại áp suất vận hành an toàn thấp hơn. Áp suất làm việc thường được tính ở khoảng một phần ba áp suất nổ , tạo ra một giới hạn an toàn tích hợp để sử dụng liên tục.

Phạm vi nhiệt độ và kháng hóa chất

Một trong những lý do chính khiến các nhà sản xuất chọn silicone thay vì EPDM hoặc cao su tiêu chuẩn là phạm vi nhiệt. Ống silicon được xử lý đúng cách vẫn linh hoạt và có cấu trúc ổn định trên dải rộng hơn nhiều so với các hợp chất cao su thông thường.

• Ống đo silicon tiêu chuẩn: -50°C đến 180°C (-76°F đến 356°F) dịch vụ liên tục
• Cấp nhiệt độ cao: lên đến 200°C đến 250°C cho các ứng dụng liền kề turbo và ống xả
• Cấp thời tiết lạnh: xuống tới -65°F (-54°C) cho máy bay và sử dụng công nghiệp khí hậu lạnh

Ống silicon tiêu chuẩn không được chế tạo để chống lại các chất lỏng gốc dầu mỏ như nhiên liệu hoặc dầu - nó sẽ phồng lên và phân hủy khi tiếp xúc. Nếu một ống mềm cần mang theo nhiên liệu hoặc dầu, nó cần một lớp lót bên trong fluorosilicon được liên kết với các lớp silicon bên ngoài trong giai đoạn bọc, đây là quyết định về vật liệu được đưa ra trước khi bắt đầu xây dựng, không phải thứ gì đó có thể được thêm vào sau đó.

Kiểm tra chất lượng để phân biệt ống tốt với ống xấu

Bởi vì ống silicon được chế tạo thủ công từng lớp một nên việc kiểm soát chất lượng ở đây quan trọng hơn so với các bộ phận được ép đùn hoặc đúc phun. Một số kiểm tra có thể nhìn thấy và đo lường được sẽ cho bạn biết liệu ống mềm có được sản xuất đúng cách hay không.

1. Chạy ngón tay dọc theo lỗ bên trong - nó sẽ có cảm giác mịn màng, không có đường gờ, nếp nhăn hoặc đường chồng chéo từ giai đoạn quấn
2. Kiểm tra độ dày thành tại một số điểm xung quanh chu vi - sự thay đổi lớn hơn 0,5 mm cho thấy việc cán hoặc bọc không đều
3. Tìm bọt khí hoặc vết phồng rộp dưới bề mặt, điều này cho thấy không khí bị mắc kẹt không được đẩy ra ngoài trong quá trình dán
4. Xác nhận số lượng lớp cốt thép phù hợp với hướng dẫn về đường kính trong bảng thông số kỹ thuật ở trên
5. Yêu cầu dữ liệu kiểm tra áp suất nổ, không chỉ mức áp suất làm việc - các nhà sản xuất có uy tín kiểm tra và ghi lại cả hai

Một ống mềm bỏ qua việc dán băng thích hợp hoặc đẩy nhanh chu trình bảo dưỡng có thể trông ổn ở bên ngoài trong khi che giấu độ bám dính yếu giữa các lớp. Loại khiếm khuyết này thường chỉ xuất hiện dưới áp suất duy trì hoặc chu kỳ nhiệt, đó chính xác là điều kiện mà ống mềm phải tồn tại — vì vậy các bước kiểm tra ở trên quan trọng hơn là chỉ xem qua nhanh bằng hình ảnh.

Chọn ống đo silicon phù hợp cho ứng dụng của bạn

Việc kết hợp một ống mềm với công việc của nó có ba biến số: đường kính, số lớp và khả năng tương thích chất lỏng. Thực hiện sai bất kỳ điều nào trong số này sẽ gây lãng phí tiền cho việc tăng cường không cần thiết hoặc có nguy cơ thất bại sớm.

Đối với công việc chế tạo tùy chỉnh, việc mua các đoạn thẳng dài hàng mét và nối chúng bằng khớp nối ống mang lại sự linh hoạt hơn so với các hình dạng đúc sẵn, vì một đồng hồ đo có thể được cắt thành nhiều đoạn đầu nối ngắn hoặc nối từ đầu đến cuối để chạy lâu hơn. Đây là lý do tại sao Định dạng thẳng 1 mét vẫn là đơn vị tồn kho tiêu chuẩn trên khắp các nhà cung cấp ô tô, hàng hải và công nghiệp nhẹ.