[发明专利]一种核用EPDM密封圈寿命评估方法

说明书

一种核用EPDM密封圈寿命评估方法，包括：调节老化试验箱内的目标温度为a1，每隔一单位时间取出一老化样品；测试原始样品与各老化样品的压缩应力松弛数值，计算各老化样品的CSR；拟合得到老化时间的值τ_CSR^a1，老化温度T_CSR^a1；重复操作，分别得到其他温度的τ_CSR^a2、τ_CSR^a3……τ_CSR^an及T_CSR^a2、T_CSR^a3……T_CSR^an；然后，将τ_CSR^a1、τ_CSR^a2、τ_CSR^a3……τ_CSR^an与T_CSR^a1、T_CSR^a2、T_CSR^a3……T_CSR^an作lnτ与1/T的坐标图，拟合得到使用寿命和热氧加辐照老化温度的线性函数。本发明可对核用密封圈的热氧老化、热辐照老化状态有效评估。

技术领域

本发明涉及核用材料领域，具体涉及一种核用EPDM密封圈寿命评估方法。

背景技术

核电站的服役环境既包括正常的运行条件，也包括特殊的瞬态，密封材料工作的环境严苛，在使用过程中不可避免的受到温度、辐射、湿度、腐蚀性蒸汽、臭氧、应力、溶剂、摩擦等环境因素长期的累积影响，导致材料发生热伸缩、氧化、分解等化学反应，以及变脆、变硬、龟裂等物理变化，导致绝缘性和力学性能被破坏，严重危害核电站系统、构筑物、设备等安全运行。研究表明，热老化与辐照老化是橡胶附件在其生命周期内的主要老化因素。

三元乙丙（EPDM）橡胶为饱和非极性橡胶，主链和侧基上没有极性基团，具有优良的耐低温性、耐热氧老化、耐辐照、耐疲劳等性能，和其他通用橡胶相比密度较小、填充性大，可以在较高温度下长期使用，广泛用于核电、航空航天、电离物质辐射等涉及高能粒子射线领域内，尽管橡胶材料或多或少会受到环境老化影响，但是橡胶材料凭借其不可代替的弹性等性能依然备受青睐，得到充分应用。

由于核电站反应堆环境的特殊性，EPDM材料受高温、辐照等影响容易造成老化开裂，由于密封产品主要是在设备的连接处以及内部使用，材料老化开裂后更换难度大，使用成本及更换成本高。在实际应用的过程中，曾有维修人员发现主泵径向止推轴承壳体的工艺通风孔处有水流出，经分析发现，失效密封圈是由于接触到煤油等溶剂，发生严重的物理溶胀导致。因此，为保证核电站的安全稳定运行，需要对核电站用EPDM密封材料进行理化性能测试，评估其老化状态，预测材料的使用寿命。

针对橡胶等高分子材料测试的老化方法通常有自然老化，人工加速老化等方法。自然老化是评定材料环境寿命最好的方法，但试验周期长，环境条件无法控制，各种影响因素无法分离研究。而加速老化的老化方法，可缩短试验周期，控制环境条件进行研究，得到具有可比性的结果。人工加速老化有多种，现有的常规加速热氧老化法是在至少三个不同的温度下，进行几百至几千小时的热空气氧化老化试验，直至试样的物理性能下降到规定的临界指标或失效指标以下为止，得到至少三个相对应的寿命，通过一元线性回归分析，得到被测材料的寿命线性方程。该方法经过长期大量的试验验证，可靠性高，是国际上公认的寿命试验方法，但为保证实验准确度，该试验一次既要1年左右，需要耗费大量的人力和物力。

因此，如何解决上述现有技术存在的不足，便成为本发明所要研究解决的课题。

发明内容

本发明的目的是提供一种核用EPDM密封圈寿命评估方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：