CN102661836A

CN102661836A - 一种承压状态下橡胶密封性能和腐蚀性能检验方法及装置

Info

Publication number: CN102661836A
Application number: CN2012101542785A
Authority: CN
Inventors: 侯铎; 曾德智; 张智; 重兴成; 曹大勇; 施太和; 杨晓露; 田刚; 罗翔
Original assignee: Southwest Petroleum University
Current assignee: Southwest Petroleum University
Priority date: 2012-05-18
Filing date: 2012-05-18
Publication date: 2012-09-12
Anticipated expiration: 2032-05-18
Also published as: CN102661836B

Abstract

本发明公开了一种承压状态下橡胶密封性能和腐蚀性能检验方法及装置，属工业材料检验检测技术领域，橡胶密封性能、抗腐蚀性能检验方法要点在于：将承压状态下的橡胶置于高温高压气相、液相腐蚀性介质中，检验橡胶在承压状态、高温高压腐蚀性介质环境中的密封性能和抗腐蚀性能。橡胶密封件检验装置的特点在于结构简单、操作方便，实验检验项目包括橡胶尺寸变化率、质量变化率、体积变化率以及力学性能，分析研究橡胶在腐蚀介质中发生溶胀、鼓泡现象的作用机理。本发明用于检验高温高压环境中、承压状态下气相、液相腐蚀性介质对橡胶密封性能、抗腐蚀性能的影响，通过实验评价橡胶密封件在承压状态以及特定温度、压力、腐蚀性环境中的适用性。

Description

一种承压状态下橡胶密封性能和腐蚀性能检验方法及装置

技术领域

本发明涉及一种承压状态下橡胶密封性能和腐蚀性能检验方法及装置，具体涉及橡胶在高温高压环境中、承压状态下密封性能和抗腐蚀性能测试方法，本发明还涉及橡胶密封性能和抗腐蚀性能检验装置。

背景技术

在石油工业中，橡胶密封件具有结构简单、密封性能可靠等特点，橡胶在特定的工作温度和工作压力环境的气相、液相介质中，以及在静止、旋转、往复运动或组合运动的状态下起密封作用。此外，在卫浴、船舶、汽车、五金、电子、玩具、电器、航空航天设备、机械、以及各类仪器仪表上，大量应用着各种类型的密封元件。橡胶密封件也是液压与气压传动系统中使用最广泛的一种密封件。

现今石油工业、材料化学工业中所用橡胶密封件大多处于高温高压环境以及承压状态下，而目前的测试标准只规定了自由状态下橡胶密封件的尺寸测量、硬度、拉伸性能、热空气老化、恒定形变压缩永久变形、耐介质腐蚀、密度、收缩率以及低温试验和压缩应力松弛试验，而承压状态下的密封性能检测多采取现场试压。

目前，橡胶件性能测试方法存在以下不足：

(1) 橡胶密封件性能测试实验处于自由状态，而工作状态的橡胶元件处于压应力状态；

(2) 橡胶密封检测通常采用无腐蚀性介质进行测试，而工作状态的橡胶元件处于高温高压腐蚀性介质中；

(3) 不能同时检测橡胶元件密封性能和抗腐蚀性能。

为解决模拟现场工作状态下对橡胶密封件性能的检验问题，本发明提出一种适用于承压状态下橡胶密封性能和腐蚀性能检验的方法及装置，能够很好的解决上述问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种可靠、实用并能够综合检验橡胶在高温高压环境中、承压状态下的密封性能和抗腐蚀性能检测方法。

本发明要解决的另一技术问题是提供一种结构简单、易于操作、安全可靠、能够同时测试多个密封件、用于橡胶性能检验和评价的结构装置。

本发明的前一技术方案是这样实现的：一种承压状态下橡胶密封和腐蚀性能检验方法，包括下述步骤：(1) 测定橡胶密封件在高温高压环境中、承压状态下气相、液相腐蚀性介质作用后的尺寸变化率、质量变化率、体积变化率以及硬度、拉伸性能、永久变形量的衰减程度；(2) 观察橡胶密封件经腐蚀介质侵蚀后溶胀、鼓泡现象并进行作用机理分析；(3) 对橡胶密封件在高温高压气相、液相环境中、承压状态下的密封性能和抗腐蚀性能进行综合评价。

上述的一种承压状态下橡胶密封性能和腐蚀性能检验方法中，步骤(1)的测定方法是：(A) 测定实验前橡胶元件尺寸、质量、体积参数，将橡胶密封件安装在密封盖上；(B) 将显像剂装入密封本体并与装有待测橡胶密封件的密封盖通过螺纹连接，确保橡胶密封件在承压状态下；(C) 将多个橡胶密封件性能检验装置整体放入高温高压釜中；(D) 加入气相、液相侵蚀性介质，设定高温高压环境，按常规方法开始实验；(E) 测定实验后橡胶元件尺寸、质量、体积参数，计算尺寸变化率、质量变化率、体积变化率；

上述的一种承压状态下橡胶密封和腐蚀性能检验方法中，步骤(2)的测定方法是：(A) 测定实验前橡胶元件硬度、拉伸性能，将橡胶密封件安装在密封盖上；(B) 将显像剂装入密封本体并与装有待测橡胶密封件的密封盖通过螺纹连接，确保橡胶密封件在承压状态下；(C) 将多个橡胶密封件性能检验装置整体放入高温高压釜中；(D) 加入气相、液相侵蚀性介质，设定高温高压环境，按常规方法开始实验；(E) 测定实验后橡胶密封件硬度、拉伸性能，计算实验前后橡胶元件硬度、拉伸性能的衰减程度；

本发明与现有技术相比，具有下述有点：

(1) 通过实验能够对高温高压环境中、承压状态下橡胶密封件的密封性能和抗腐蚀性能进行检验和综合评价，并与自由状态下橡胶密封件的性能进行对比。

(2) 通过实验设计可模拟任何高温高压工况条件下，气相、液相侵蚀性介质对橡胶密封件密封性能和抗腐蚀性能的影响作用，为现场橡胶密封件的优选和质量评价提供可靠数据。

附图说明

下面结合附图和实验方法对本发明作进一步详细的说明，本发明包含所有能够实现该方法的实验装置，不仅限于附图所示结构，该装置不构成对本发明的任何限制。

图1是实现本发明的装置结构示意图。

图2是实现本发明的装置零部件示意图。

图3是本发明安装所需工具示意图。

图4是实现本发明的整体结构示意图。

图5是橡胶密封件A、B、C实验前后尺寸变化率对比图。

图6是橡胶密封件A、B、C实验前后质量变化率和体积变化率对比图。

图7是橡胶密封件A、B、C实验前后拉伸性能对比图。

图8是橡胶密封件A、B、C实验前后硬度变化。

具体实施方式

参阅图1、图2、图3所示，本发明中一种承压状态下橡胶密封和腐蚀性能检验装置，包括密封盖1、橡胶密封件2、密封本体3、六角孔4、滚花5、显像剂6、六角扳手7、主轴电机8、釜盖9、釜体10、气液相界面11、搅拌桨12、气相空腔13、液相空腔14、气相试样15、液相试样16。将显像剂6装入密封本体3，与装有待测橡胶密封件2的密封盖1通过螺纹连接，确保橡胶密封件在承压状态下；将需要测试的多个橡胶密封件性能检验装置整体放入高温高压釜中，加入气相、液相侵蚀性介质，设定高温高压环境，按常规方法开始实验。

本发明中一种承压状态下橡胶密封和腐蚀性能检验方法如下：

(1) 采用常规方法测定橡胶密封件原始状态下的各项性能指标；

(2) 橡胶密封件承压状态下高温高压腐蚀性介质环境中进行密封性能和腐蚀性能实验，具体方法如下：

(A) 测量A、B、C三种橡胶密封件原始数据后将其安装在密封盖上，然后将显像剂放入密封本体底部。

(B) 将密封盖和密封本体通过螺纹连接并保证其密封性，然后整体放入高温高压釜中，加入液相腐蚀介质，然后密封釜体。

(C) 开启通风设备、气体检测报警器等防护设备，打开高温高压釜电源和监控系统主机。除氧后关闭出气口，用氮气进行试压；然后对釜体进行升温至实验指定温度。待温度达到实验温度后，依次按照实验参数通入气相侵蚀性介质，开始实验。

(D) 待实验结束后，关闭高温高压釜，取出橡胶密封件。

(3) 观察橡胶密封件形貌，是否发生溶胀、鼓泡等失效现象并进行作用机理分析。

(4) 清洗试样并称重，测量并计算橡胶密封件A、B、C尺寸变化率(如图5)、质量变化率和体积变化率(如图6)；拉伸性能(如图7)、硬度的变化量(如图8)。

(5) 对橡胶密封实验数据进行处理，并对橡胶密封性能和腐蚀性能进行综合评价。

Claims

1. 一种承压状态下橡胶密封性能和腐蚀性能检验方法及装置，其特征在于能够实现高温高压条件下，腐蚀性气相、液相环境中，对橡胶密封件在承压状态下的密封性能和抗腐蚀性能进行检验和评价。

2.根据权利要求1所述的一种承压状态下橡胶密封性能和腐蚀性能检验方法，其特征在于实验检测橡胶材料在高温高压、承压状态和腐蚀性气相、液相介质等恶劣工况环境作用下的尺寸变化率、质量变化率、体积变化率、拉伸性能、硬度的衰减，分析和研究橡胶在腐蚀介质中发生溶胀、鼓泡等现象的作用机理，综合检验和评价橡胶密封性能和腐蚀性能。

3.根据权利要求1所述的一种承压状态下橡胶密封性能和腐蚀性能检验方法，其特征在于实验周期内，橡胶密封件处于承压状态，并完全置于高温高压气相或液相腐蚀性介质中。

4.一种承压状态下橡胶密封性能和腐蚀性能检验装置，其特征在于包括密封盖(1)、橡胶密封件(2)、密封本体(3)、六角孔(4)、滚花(5)、显像剂(6) 、六角扳手(7)、主轴电机(8)、釜盖(9)、釜体(10)、气液相界面(11)、搅拌桨(12)、气相空腔(13)、液相空腔(14)、气相试样(15)、液相试样(16)，所述的密封盖(1)侧面设置有橡胶密封件(2)，上方设置有六角孔(4)；所述的橡胶密封件(2)安装在密封盖(1)上，然后与密封本体(3)通过螺纹连接，使检验装置密封；所述的密封本体(3)外壁设置有滚花(5)，底部设置有显像剂(6)；所述的釜盖(9)设置有主轴电机(8)，并能够与釜体(10)密封成为封闭系统；釜体(10)内部由气液相界面(11)划分为气相空腔(13)和液相空腔(14)两部分，其中气相空腔(13)中设置有气相试样(15)，液相空腔(14)中设置有液相试样(16)；所述的气相试样(15)和液相试样(16)中分别安装有进行气相和液相实验的橡胶密封件。

5.根据权利要求4所述的一种承压状态下橡胶密封性能和腐蚀性能检验装置，其特征在于，所述的密封盖(1)设置有橡胶密封件(2)，通过设置在其上方的六角孔(4)与密封本体(3)通过螺纹连接，可用六角扳手(7)顺利装卸。

6.根据权利要求4、5所述的密封盖(1)设置有橡胶密封件(2)，其特征在于橡胶密封件(2)安装在密封盖(1)上，与密封本体(3)密封后，其压缩率为6%~30%，可通过密封盖(1)与密封本体(3)的间隙大小控制橡胶密封件(2)的承压大小。

7.根据权利要求4所述的一种承压状态下橡胶密封性能和腐蚀性能检验装置，其特征在于，密封本体(3)外壁设置有滚花(5)，底部设置有显像剂(6)。

8.根据权利要求4所述的主轴电机(8)和搅拌桨(12)，其特征在于，搅拌桨(12)通过主轴电机(8)采用磁力驱动进行搅拌，能够保证实验周期内液相空腔(14)中侵蚀性液相介质为均一溶液。