[发明专利]非金属密封垫片蠕变松弛测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及非金属密封垫片测试领域，特别涉及一种非金属密封垫片蠕变松弛测试方法。

背景技术

非金属密封垫片是以板状材质，经冲压或裁剪等工艺制成，用于管道、法兰间密封连接，通过螺栓把垫片固定在两机件间起密封作用。

蠕变松弛率是评价非金属垫材料密封特性中的重要质量指标。蠕变松弛率多少合适关系到垫片的材料选择，较高的蠕变松弛率使垫片的密封性较差，使用寿命不长等缺点。

非金属垫片材料蠕变松弛率的试验方法现有两种方案：残余载荷法和超声波测长法。

1、残余载荷法：承受一定压力（载荷），在一定温度、没有流体存在下，一定时间后密封垫片材料所承受的残余载荷。

对试样尺寸规格要求：内径33.02mm±0.05mm，外径52.32±0.05mm或内径55mm±0.1mm，外径75mm±0.1mm的圆环形。

试验装置主要由加载系统、测试系统、加热控温冷却系统、数据采集系统和数据处理系统五部分组成。加载系统由上下板（顶板、底板）和四根立柱组成的受压框架，手动螺杆组成；测试系统由上下试验法兰、载荷传感器组成；加热控温系统由温控仪、加热板、冷却系统等组成；数据采集处理系统包括数显表等组成。

一次只能装一个样，装上试样后，预设温度，加载到初始载荷P0，开始升热、恒温保持到设定时间（一般加热22小时），读取残余载荷P1。

在该试验时间内作用在垫片上载荷损失率（%）=[(试验初始载荷P0－试验残余载荷P1)/试验初始载荷P0]×100

2、超声波测长法：承受一定应力（应力通过超声波测长仪测量标定过的螺栓的长度变化来确定），在一定温度，一定时间后分别测量螺栓的伸长量，从而计算出垫片蠕变松弛的百分率。密封垫片材料的蠕变松弛反应在螺栓的伸长量。

对试样尺寸规格要求：距形试样，长度31.75mm±0.38mm，宽度为10.16mm±0.38mm，每一次试验需要4个同样的试样。

试验装置包括：螺栓超声波测长仪、两块平圆压板、标定过的螺栓、螺母、套筒扳手。

螺栓标定：是把螺栓装在试验机上，用超声波测长仪探头和螺栓连接，施加拉伸力，载荷从4kN到32kN时的螺栓伸长量X1要在0.114～0.140mm间为合格螺栓，否则不能用于该测试。

测试过程：

1）矩形试样放置在两压板之间，用虎台钳夹紧工装，用手拧紧螺母。

2）把超声波测长仪探头与螺栓六角头顶部连接，用扳手拧紧螺母向试样施加压力，超声波测长仪读数达到X1后保持压力3S。取下超声波探头。

3）把试样组件放入热空气老化箱，按设定的试验温度加热22小时。

4）取出试样冷至室温。把超声波测长仪探头与螺栓六角头顶部连接，读取此时螺栓伸长量X2。

规定试验时间所对应的螺栓长度变化量，即在该时间段内垫片的蠕变松弛率（%）=[(X1-X2)/X1]×100

同一垫片试验次数不少于三次。试验结果取三次测试的平均值。

现有测试方法的缺点：

1）方案一要在标准实验室内完成，需配套计算机、空调和温湿器等，完成一轮试验数据要到半月，试验效率低、成本高；

2）方案二超声波测长法影响因素多，螺栓易失效，有效数据难采集。

3）两个方案都是对试验样品的尺寸规格有要求，而我们发动机上使用的密封垫不规则。不能直接对密封垫成品进行蠕变松弛测试，只能对非金属垫原材料板材进行测试，原材料的性能不能完全代表成型垫片的性能，从而造成成型垫片蠕变松弛测试的准确性差。

发明内容

本发明是为了克服上述现有技术中缺陷，提供了一种试验装置简单，可在生产现场直接对成品垫片进行测试，测试效率高的非金属密封垫片蠕变松弛测试方法。

为达到上述目的，根据本发明提供了一种非金属密封垫片蠕变松弛测试方法，该方法使用的垫片夹紧工装包括：上压板、下压板和扭矩螺栓，所述扭矩螺栓螺接固定上压板和下压板，以对布设在上压板和下压板之间的待测试非金属密封垫片施加压力；具体包括：

步骤一，装夹垫片，将待测试非金属密封垫片放置在上压板、下压板之间，对正垫片上的过钉孔与上、下压板的螺孔；

步骤二，上紧到初始扭矩，用扭力扳手拧紧扭矩螺栓向待测试非金属密封垫片施加压力，以达到预设试验初始扭矩；

步骤三，老化箱保温，把待测试非金属密封垫片连同垫片夹紧工装一并放入热空气老化箱，在待测试非金属密封垫片的工作温度区间加热；