CN111521487B - 一种油水环境下橡胶类密封件使用寿命预测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种油水环境下橡胶类密封件使用寿命预测装置。所述寿命预测装置，包括一筒体和若干压板；所述筒体的底部设有若干圆形凹槽和一卸液阀；所述筒体的顶部密封顶板；所述压板上固定有一个或多个压杆；所述压板固定于所述筒体内，所述压杆能对放置于所述圆形凹槽内的橡胶类密封件的试样施加压力，以使所述橡胶类密封件发生形变。本发明装置可同时测试多种不同硬度橡胶材料在同一液体环境下的压缩永久变形，满足石油管道密封前期选材的需要；本发明装置可以测试同种材料在油水环境下的压缩永久变形趋势，预测密封材料的使用寿命；本发明装置安装方便，使用快捷。

Description

一种油水环境下橡胶类密封件使用寿命预测装置
技术领域
本发明涉及一种油水环境下橡胶类密封件使用寿命预测装置，属于橡胶材料寿命预测技术领域。
背景技术
在海洋石油开发过程中经常利用橡胶类材料作为石油输送管道密封件。当密封件服役时间超过其使用寿命后，很可能发生破坏，导致输送的石油泄漏，污染海洋环境，造成巨大的经济损失和恶劣的社会影响，因此如何评估橡胶类密封件在油水环境下的使用寿命显得十分重要。
根据标准GB T27800-2011静密封橡胶制品使用寿命的快速预测方法要求，可以利用橡胶产品的压缩永久变形预测橡胶产品的使用寿命。橡胶产品的压缩永久变形可以利用压缩永久变形测试装置进行测试。
根据标准GB T7759-1996，硫化橡胶、热塑性橡胶常温、高温和低温下压缩永久变形测定要求，压缩永久变形测试要求三个试样为一组。标准的测试试验装置一般以三个试样为一组试验，可以同时保障3个试样进行检测。图1至图3是目前常用的几种橡胶产品压缩永久变形测试装置。图1所示测试装置仅用于空气介质中测试，可同时对三个试样进行检测。图2所示测试装置可以测试含介质的压缩永久变形，但是该装置仅用于水蒸气而不能测试油相或者其他可挥发性介质，可同时检测三个试样。图3所示测试装置可以测试油相介质中橡胶产品压缩永久变形，但是该装置只能测试O型圈，而且一次只能测试一个试样。
在油气工业中，密封圈接触到的介质是多样性的，可能是油、气、水，也可能是其中两者或三种组合。目前的测试装置中图1和图2所示装置不能在油介质中测试，图3所示装置能在油介质中测试，但每次只能测试一个试样，当进行大批量样件测试时，效率较低；另外油气行业中因为密封压力的不同所选用的橡胶密封件硬度也不相同，不同硬度的橡胶密封件在测试压缩永久变形时的初始压缩形变也不同，图3所示装置不具备调整初始压缩形变的能力。因此需要进行改进满足油气行业的使用需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种油水环境下橡胶类密封件使用寿命预测装置，可实现一次性检测多种材料在油水环境下的适用性检测。
具体地，本发明所提供的油水环境下橡胶类密封件使用寿命预测装置，包括一筒体和若干压板；
所述筒体的底部设有若干圆形凹槽和一卸液阀；所述筒体的顶部密封顶板；
所述压板上固定有一个或多个压杆；所述压板固定于所述筒体内，所述压杆能对放置于所述圆形凹槽内的橡胶类密封件的试样施加压力，以使其发生形变。
上述的寿命预测装置中，所述筒体为一圆形筒体；
所述压板为扇形压板，一个所述扇形压板可对同一类的橡胶材料施加压力。
上述的寿命预测装置中，所述筒体的底部的中部设有一圆形的中间套，所述中间套上设有若干通孔；
所述压板的两端分别固定于所述中间套和所述筒体的侧壁上。
上述的寿命预测装置中，所述压板通过螺栓固定于所述中间套和所述筒体上。
上述的寿命预测装置中，所述压杆通过螺栓固定于所述压板上，可针对不同硬度材料选用不同长度的所述压杆。
上述的寿命预测装置中，相邻两个所述压板之间通过格栅隔开，以隔开不同类型的试验产品，如不同材料不同硬度或者不同取样周期的试验产品。
上述的寿命预测装置中，所述顶板与所述筒体的侧壁之间设有密封圈。
利用所述寿命预测装置在批量化测试油水环境下橡胶类密封
材料的压缩永久变形，可按照下述步骤进行：
1)将带测试的橡胶类密封材料制成橡胶样块，然后放置于所述寿命预测装置中的所述筒体的底部上的所述圆形凹槽内；
2)将所述压板固定于所述筒体内，所述压杆的另一端压载于所述橡胶样块上，得到所述橡胶样块的初始形变；
3)向所述筒体内加入液体介质并浸没所述橡胶样块，密封所述顶板；然后将所述寿命预测装置加热至试验温度后进行试验；
4)试验结束后，通过所述卸液阀释放所述液体介质，然后打开所述顶板，拆卸所述压板，去除所述橡胶样块进行压缩永久变形测试。
本发明寿命预测装置中，在筒体的底部设置圆形凹槽以及与之配合的扇形压板，可以确保每种材料的初始变形一致；通过选用不同长度的压杆可以得到不同初始形变的试验条件，以模拟密封安装过程中的各种情况；本发明装置可同时测试多种不同硬度橡胶材料在同一液体环境下的压缩永久变形，满足石油管道密封前期选材的需要；本发明装置可以测试同种材料在油水环境下的压缩永久变形趋势，预测密封材料的使用寿命；本发明装置安装方便，使用快捷。
附图说明
图1为现有技术中的一种压缩变形测试装置。
图2为现有技术中的一种压缩变形测试装置。
图3为现有技术中的一种压缩变形测试装置。
图4是本发明油水环境下橡胶类密封件使用寿命预测装置的整体图。
图5是本发明油水环境下橡胶类密封件使用寿命预测装置的剖面图。
图6为本发明油水环境下橡胶类密封件使用寿命预测装置中的筒体内部示意图。
图7是本发明油水环境下橡胶类密封件使用寿命预测装置中的中间套的结构示意图。
图8是本发明油水环境下橡胶类密封件使用寿命预测装置中的扇形压板的结构示意图。
图中各标记如下：
1压杆；2圆柱筒体；3卸液阀；4中间套；5密封圈；6顶板；7格栅；8扇形压板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。
如图4所示为本发明提供的油水环境下橡胶类密封件使用寿命预测装置的整体结构示意图，图5为剖面图，包括一个圆柱筒体2和12个扇形压板8。如图6所示，圆柱筒体2的底部设有多个圆形凹槽(图中未标，用于放置测试试样)和一个卸液阀3，顶部密封顶板6，通过密封圈5进行密封。圆柱筒体2底部的中心设有一个圆形的中间套4，如图6和图7所示，中间套4上设有若干通孔(图中未标)。如图8所示，扇形压板8上通过螺栓固定六个压杆1，扇形压板8固定于圆柱筒体2内，且压杆1能对放置于圆形凹槽内的测试试样施加压力。扇形压板的两端通过螺栓分别固定于中间套4和圆柱筒体2的侧壁上，如图5所示。相邻两个扇形压板8之间通过格栅7隔开，以隔开不同类型的试验产品，如不同材料不同硬度或者不同取样周期的试验产品。
利用本发明寿命预测装置测试油水环境下橡胶类密封件的压缩永久变形，可按照如下步骤进行：
在圆柱筒体2的底部上密封好卸液阀3，固定好中间套4。将用于测试压缩永久变形的密封橡胶按照标准尺寸放于底部的圆形凹槽内(如图6)，并用格栅7阻隔开不同类型的试验产品。
安装扇形压板，针对不同硬度材料选用不同长度的压杆1，用螺丝固定于扇形压板8上(如图8)。
将组装好的扇形压板8通过螺丝固定于圆柱筒体2的侧壁和中间套4上，正好使压杆1的另一端压在试验的橡胶样块上，得到橡胶压块的初始形变。
在圆柱筒体2的内部装入试验需要用到的液体介质，例如油，水等(如液体介质具有挥发性，需要在通风厨中完成)，浸没橡胶试样，完成后装上密封圈及顶板6，固定顶板螺栓，使试验样品完全浸没在密闭的试验装置中，放入烘箱，待温度达到所需要求后开始计时试验。
试验完成后打开卸液阀3，将试验装置中的液体放置完毕后打开顶板6，卸下扇形压块，取出试验样品进行压缩永久变形测试。

Claims (8)

1.一种油水环境下橡胶类密封件使用寿命预测装置，包括一筒体和若干压板；
所述筒体的底部设有若干圆形凹槽和一卸液阀； 所述筒体的顶部密封顶板；
所述压板上固定有一个或多个压杆；所述压板固定于所述筒体内，所述压杆能对放置于所述圆形凹槽内的橡胶类密封件的试样施加压力，以使所述橡胶类密封件发生形变；
相邻两个所述压板之间通过格栅隔开。
2.根据权利要求1所述的寿命预测装置，其特征在于：所述筒体为一圆形筒体；
所述压板为扇形压板。
3.根据权利要求2所述的寿命预测装置，其特征在于：所述筒体的底部的中部设有一圆形的中间套，所述中间套上设有若干通孔；
所述压板的两端分别固定于所述中间套和所述筒体的侧壁上。
4.根据权利要求3所述的寿命预测装置，其特征在于：所述压板通过螺栓固定于所述中间套和所述筒体上。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的寿命预测装置，其特征在于：所述压杆通过螺栓固定于所述压板上。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的寿命预测装置，其特征在于：所述顶板与所述筒体的侧壁之间设有密封圈。
7.权利要求1-6中任一项所述寿命预测装置在批量化测试油水环境下橡胶类密封材料的压缩永久变形中的应用。
8.一种测试油水环境下橡胶类密封材料的压缩永久变形的方法，包括如下步骤：
1）将待测试的橡胶类密封材料制成橡胶样块，然后放置于权利要求1-6中任一项所述寿命预测装置中的所述筒体的底部上的所述圆形凹槽内；
2）将所述压板固定于所述筒体内，所述压杆的另一端压载于所述橡胶样块上，得到所述橡胶样块的初始形变；
3）向所述筒体内加入液体介质并浸没所述橡胶样块，密封所述顶板；然后将所述寿命预测装置加热至试验温度后进行试验；
4）试验结束后，通过所述卸液阀释放所述液体介质，然后打开所述顶板，拆卸所述压板，取出所述橡胶样块进行压缩永久变形测试。
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