基于泄漏率的墊片系數(shù)和比壓力測(cè)試方法

1基于泄漏率的墊片系數(shù)和比壓力測(cè)試方法本文件規(guī)定了法蘭用墊片基于泄漏率的墊片系數(shù)（m）和比壓力（y）的試驗(yàn)方法和要求。本文件適用于法蘭用墊片包括非石棉纖維橡膠墊片、橡膠墊片、聚四氟乙烯墊片、膨脹或改性聚四氟乙烯墊片、柔性石墨復(fù)合增強(qiáng)墊片、纏繞式墊片、金屬包覆墊片、聚四氟乙烯包覆墊片、具有非金屬覆蓋層的齒形、波形和波齒形金屬墊片等。其它類型墊片亦可參考該方法進(jìn)行。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T12385管法蘭用墊片密封性能試驗(yàn)方法GB/T15823無損檢測(cè)氦泄漏檢測(cè)方法3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1墊片系數(shù)Maintenancefactor(m）操作條件下，保持螺栓法蘭接頭不發(fā)生泄漏所需要的最小工作墊片應(yīng)力與介質(zhì)壓力的比值。3.2比壓力Yieldfactor(y)預(yù)緊狀態(tài)下，使螺栓法蘭接頭形成初始密封條件所需要的最小壓緊應(yīng)力。3.3泄漏率Leakrate在一定溫度和壓力差的條件下，單位時(shí)間介質(zhì)通過墊片的泄漏量，單位Pa?m3/s或mg/（m?s）。3.4最大允許泄漏率Maximumallowableleakrate在一定工況條件下，單位時(shí)間所允許介質(zhì)通過墊片的最大泄漏量，單位Pa?m3/s或mg/（m?s）。注：最大允許泄漏率，一般由客戶或用戶根據(jù)實(shí)際使用工況條件（介質(zhì)、溫4試驗(yàn)設(shè)備24.1試驗(yàn)在專用的墊片綜合性能試驗(yàn)裝置上進(jìn)行，試驗(yàn)裝置由墊片加載系統(tǒng)、介質(zhì)供給系統(tǒng)、測(cè)漏系統(tǒng)及試驗(yàn)法蘭等組成，基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。679標(biāo)引序號(hào)說明：1——氦質(zhì)譜檢漏儀2——溫度傳感器3——壓力傳感器4——載荷傳感器5——位移傳感器6——標(biāo)定氣源7——試驗(yàn)介質(zhì)8——壓力源9——油缸10——墊片11——模擬法蘭12——側(cè)漏空腔13——數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)圖1墊片綜合性能試驗(yàn)裝置4.2墊片加載系統(tǒng)應(yīng)能提供規(guī)定的墊片預(yù)緊應(yīng)力并能按設(shè)定程序進(jìn)行持續(xù)的加載、卸載。試驗(yàn)過程中墊片預(yù)緊應(yīng)力的波動(dòng)應(yīng)在規(guī)定值的±2%范圍之內(nèi)。4.3介質(zhì)供給系統(tǒng)應(yīng)能提供規(guī)定的試驗(yàn)介質(zhì)壓力。試驗(yàn)過程中介質(zhì)壓力的波動(dòng)應(yīng)在規(guī)定值的±2%范圍之4.4泄漏率測(cè)量采用氦泄漏檢測(cè)法，氦質(zhì)譜檢漏儀靈敏度應(yīng)不低于1×10-10Pa?m3/s，并且符合GB/T15823的相關(guān)要求。4.5試驗(yàn)法蘭采用模擬法蘭，密封面硬度應(yīng)不小于45HRC，粗糙度應(yīng)在3.2μm~6.3μm范圍內(nèi)。4.6試驗(yàn)機(jī)采用的壓力、溫度等傳感器分辨率應(yīng)符合GB/T12385的要求。5試樣5.1試樣選取后應(yīng)在溫度(25±3)℃、相對(duì)濕度（50±6）%的環(huán)境下放置至少48小時(shí)。5.2除另有規(guī)定外，試樣尺寸按表1規(guī)定。表1試驗(yàn)參數(shù)376776試驗(yàn)條件6.1試驗(yàn)溫度應(yīng)保持在(25±3)℃范圍內(nèi)。6.2試驗(yàn)介質(zhì)采用純度不小于99.9%的氦氣。6.3試驗(yàn)所采用的初載荷、總載荷、規(guī)定增量、保持時(shí)間按表1的規(guī)定。6.4試驗(yàn)加載、卸載速度為(0.2±0.02)MPa/s。7試驗(yàn)程序7.1比壓力（y）7.1.1測(cè)量并記錄墊片原始厚度。7.1.2用溶劑仔細(xì)清洗法蘭密封面，墊片對(duì)中安裝。7.1.3對(duì)墊片施加初載荷，保持一定時(shí)間（按表1規(guī)定）。7.1.4通入試驗(yàn)介質(zhì)，當(dāng)介質(zhì)壓力達(dá)到0.1MPa后保持15min，記錄泄漏率。7.1.5以規(guī)定增量增加墊片表面載荷，并保持一定時(shí)間（按表1規(guī)定）。7.1.6保持介質(zhì)壓力15min后記錄泄漏率。7.1.7重復(fù)7.1.5和7.1.6，直到載荷達(dá)到規(guī)定總載荷值（按表1規(guī)定）。7.1.8如果泄漏率大于最大允許泄漏率值，繼續(xù)重復(fù)7.1.5和7.1.6，直到泄漏率等于或小于最大允許泄漏率值。7.1.9釋放介質(zhì)壓力，取出墊片，測(cè)量并記錄墊片殘余厚度。7.1.10按公式（1）計(jì)算并記錄每個(gè)載荷下的墊片比壓力y：（1）式中：最大允許泄漏率4最大允許泄漏率y——墊片比壓力（MPa）；W——當(dāng)前載荷（N）；A1——墊片接觸面積（mm2）。7.1.11繪制泄漏率與比壓力y的關(guān)系曲線（如圖2所示），利用線性插值法計(jì)算最大允許泄漏率對(duì)應(yīng)的墊片比壓力y。圖2泄漏率與比壓力y的關(guān)系曲線示意圖7.2墊片系數(shù)（m）7.2.1測(cè)量并記錄墊片原始厚度。7.2.2用溶劑仔細(xì)清洗法蘭密封面，墊片對(duì)中安裝。7.2.3對(duì)墊片施加總載荷，保持一定時(shí)間（按表1規(guī)定）。7.2.4通入試驗(yàn)介質(zhì)，當(dāng)介質(zhì)壓力達(dá)到2MPa后保持15min，記錄泄漏率。7.2.5如果泄漏率大于最大允許泄漏率值，則提高載荷至1.5倍規(guī)定總載荷值（應(yīng)低于墊片抗壓強(qiáng)度保持介質(zhì)壓力15min后記錄泄漏率。7.2.6以規(guī)定增量降低墊片表面載荷，并保持一定時(shí)間（按表1規(guī)定）。7.2.7保持介質(zhì)壓力15min后記錄泄漏率。7.2.8重復(fù)7.2.6和7.2.7，直到載荷達(dá)到規(guī)定初載荷值（按表1規(guī)定）。7.2.9釋放介質(zhì)壓力，取出墊片，測(cè)量并記錄墊片殘余厚度。7.2.10按公式（2）計(jì)算并記錄每個(gè)載荷下的墊片系數(shù)m：m=(?A2P)/A1P 式中：m——墊片系數(shù)；W——當(dāng)前載荷（N）；A2——墊片內(nèi)面積（mm25P——介質(zhì)壓力（MPa）。A1——墊片接觸面積（mm27.2.11繪制泄漏率與墊片系數(shù)m的關(guān)系曲線（如圖3所示），利用線性插值法計(jì)算最大允許泄漏率對(duì)應(yīng)的墊片系數(shù)m。最大允許泄漏率最大允許泄漏率圖3泄漏率和墊片系數(shù)m的關(guān)系曲線示意圖8報(bào)告試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括以下內(nèi)容：——本試驗(yàn)方法的標(biāo)準(zhǔn)號(hào)；——試驗(yàn)墊片