橡膠墊片的密封性試驗在標準室溫下進行,采用泄露速率來評定不同壓縮法蘭載荷下橡膠墊片的密封性能。根據測試介質的不同,有 A、B 兩種測試方法(A 法:適用于被體泄漏的測定;B 法:適用于氣體泄漏的測定)。下面就和大家一起分享學習。
1、試驗原理
對夾在兩個光滑鋼質法蘭面之間的環形試樣,施加規定的載荷,將試驗介質引入環形試樣的中心,然后給介質施加規定的壓力。對于液體密封性能試驗,推薦采用液體 A(見 GB/T 1690 表 2),并通過安裝在墊片密封性能試驗裝置管路上游的液柱指示計液面的變化來測定泄漏速率。對于氣體密封性能試驗,推薦采用氮氣,并通過安裝在墊片密封性能試驗裝置管路上游液柱指示計液面的變化來測定泄漏速率。
2、試驗裝置
墊片密封性能試驗裝置主要由試驗法蘭盤、壓力傳感器、液柱指示計、調壓閥及管路等組成,其連接見圖 1 所示。

圖 1 墊片密封性能試驗儀測試管路示意圖
1——調壓閥;2、5、9、11、12、15、17——閥門;3、6、10、13、16——三通;4——貯水罐;7——液柱指示器;
8——貯液罐;14——液柱指示器;18——壓力表;19一加荷螺母;20——壓力傳感器;21——堵頭;22——試驗腔.
2.1 試驗法蘭盤
由上、下兩片鋼質法蘭組成,其工作面的表面粗糙度 Ra 為 0.80~1.60μm。
2.2 壓力傳感器
經標定的載荷傳感器,其直徑取決于所要求的載荷范圍。
2.3 液柱指示計
長約 280mm,內徑約 1.6mm,分度值為 0.05mL 的耐壓玻璃管.
2.4 調壓閥
用以調節和控制氣源壓力。
2.5 管路
用以連接各部件。
3、試樣
3.1 試樣制備
試樣應按照 GB 9865 規定的方法進行制備,模壓或沖切都可以。試樣表面應平整、沒有劃傷和裂紋。
3.2 試樣尺寸
試捧為環狀,其內徑為 32.20~32.30mm,外徑為 44.20~44.30mm,厚度為 0.70~0.80mm。
3.3 尺寸測量
試樣厚度的測量應按 GB/T 5723 規定的方法 A 進行測量,測量值應精確至 0.01mm。
3.4 試樣數量
每一種材料至少 3 個試樣。
3.5 試樣的環境調節
制備好的試樣在試驗之前,應按 GB 2941 規定,在標準室溫下進行環境調節。
4、試驗步驟
4.1 A法:液體泄漏試驗
4.1.1 試驗法蘭盤的清洗
為除去前次試驗的殘留物,應清洗試驗法蘭盤上下兩片法蘭的工作表面。必要時,用三氯乙烷清洗,并檢查是否有裂口或劃傷。
4.1.2 試驗前泄漏的檢查
試驗前,放凈貯水罐 4 中的水,用一彈性較好的橡膠板(厚度 2.5mm 以上)代替環形密封墊試樣,按 4.1.3 裝配好,并施以500kg f 的載荷,然后打開系統中的所有連通閥門(只有閥門 12 和閥門 15 關閉),再給系統充注 0.21MPa 的氮氣,在系統各部件及其管路連接處涂以稀皂液,目測有無泄漏,無泄漏時方可進行試驗。
4.1.3 試樣的安裝
將試樣放在試驗法蘭盤下法蘭的中央位置,放上上法蘭使其與下法蘭對齊,裝上壓力傳感器,在 1min 內使試驗部分的頂板對試樣產生規定的載荷(夾緊力)。
4.1.4 試驗液的充注
首先關閉閥門 2 和 9,打開閥門 15 和 11,關閉閥門 17,然后打開閥門 12,使貯油罐 8 中的試驗液經管路流入試驗腔和液柱指示計 14 中,打開上法蘭盤上的螺旋塞堵頭,當堵孔有少許試驗液流出時,說明試驗腔己充滿了試驗液,繼續充注直到液柱指示計 14 中的液柱達到 1/2 以上液柱指示計高度時,關閉閥門 12,然后關閉閥門 15。
4.1.5 液體泄漏速率的測定
打開調壓閥 1,使壓力表 18 指示規定的壓力值(如無特別說明,一般為 0.21MPa),輕輕開啟閥門 17,載壓氣體經管路通入液柱指示計上端擠壓液柱,待液柱指示計的液面穩定后,將閥門 17 開至最大,使試驗腔內的液體達到規定的壓力。經 5min 穩定后,讀取 5min 時液柱指示計 14 的液面高度。以該讀數為起始讀數,每隔一定時間讀取并記錄液柱指示計的液面高度。時間間隔(如 5,10,30min 或 1h)應根據液柱指示計的液面移動速度選取,計算三次連續間隔的平均體積變化,以每小時的毫升數表示液體泄漏速率。
注:① 液體泄漏過程一般來說是相當緩慢的,試驗過程往往要經過 1 至幾個小時。
② 如果 2h 以上不出現世漏,經過同用戶協商可適當提高工作壓力,但最高工作壓力不得超過 0.5MPa。
4.1.6 管路系統的卸壓
試驗完畢后,關閉閥門 1,再關閉閉門 17,打開上法蘭盤堵頭,用燒杯收集從液柱指示計及其下游管路中排出的試驗液。然后卸掉法蘭盤載荷,取下上法蘭盤和試樣。然后打開閥門 1 和 17,利用載壓氣體吹凈管路內殘留的試驗液。將收集起來的試驗液重新倒入貯油罐 8 中或作妥善處理。
4.2 B法:氣體泄漏試驗
4.2.1 試驗法蘭盤的清洗同 4.1.1。
4.2.2 試驗前泄漏的檢查同 4.1.2。
4.2.3 試樣的安裝同 4.1.3。
4.2.4 氣體泄漏速率的測定
關閉閥門 2、9、11 和 17,打開閥門 5 和 9,慢慢開啟閥門 2 和調壓閥 1,使壓力表 18 指示較小的壓力(如 0.05MPa 以下),這時,載壓氣體經三通接頭遇到密閉貯水罐及試驗腔,貯水罐中的水將沿管路進入液柱指示計 7 并形成某一高度的水柱(一般不超過液柱指示計高度的 1/3,將閥門 2 關小,以防止水柱漫過水柱指示計 7 而進入管路。調節調壓閥 1,使壓力表 18 指示規定的壓力(無特別說明,一般為 0.10MPa)。再打開閥門 17 和 11,往試驗腔中充載壓氣體,這時,試驗腔內的氣體壓力立即和貯水罐中的氣體壓力到達規定的壓力并平衡,液柱指示計 7 中的水柱下降,通過調節閥門 17 和 11 的開啟程度,使水柱面處在便于觀察的高度(位于液柱指示計 1/3 高度以下),立即關閉閥門 11,然后關閉閥門 17,將閥門 2 開至最大,這時水柱面不再有大的移動.待穩定 0.5min,讓液柱指示計 7 兩端的壓力充分平衡,然后關閉閥門 5,再穩定 3min,記錄 3min 時水柱的高度作為起始讀數,然后每隔一定時間(如 10,5,1min 和 30s 等)觀察并記錄水柱的高度,計算三次連續時間間隔的水柱高度變化的平均值,并換算成以每小時毫升數表示的氣體泄漏速率。
注:① 氣體泄漏過程是相當快的,30min 內部可完成試驗.因此要迅速而準確地讀取水柱高度。
② 最高工作壓力不得超過 0.21MPa。
4.2.5 管路系統的卸壓
試驗完畢后,首先關閉閥門 1,打開閥門 17,然后打開閥門 15,緩慢卸去貯水罐中的壓力,再打開閥門 11,卸掉密閉試驗腔內的壓力。
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