專利名稱：一種承壓狀態下橡膠密封性能和腐蝕性能檢驗方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及ー種承壓狀態下橡膠密封性能和腐蝕性能檢驗方法及裝置，具體涉及橡膠在高溫高壓環境中、承壓狀態下密封性能和抗腐蝕性能測試方法，本發明還涉及橡膠密封性能和抗腐蝕性能檢驗裝置。
背景技術：
在石油エ業中，橡膠密封件具有結構簡單、密封性能可靠等特點，橡膠在特定的エ作溫度和工作壓カ環境的氣相、液相介質中，以及在靜止、旋轉、往復運動或組合運動的狀態下起密封作用。此外，在衛浴、船舶、汽車、五金、電子、玩具、電器、航空航天設備、機械、以 及各類儀器儀表上，大量應用著各種類型的密封元件。橡膠密封件也是液壓與氣壓傳動系統中使用最廣泛的ー種密封件。現今石油エ業、材料化學エ業中所用橡膠密封件大多處于高溫高壓環境以及承壓狀態下，而目前的測試標準只規定了自由狀態下橡膠密封件的尺寸測量、硬度、拉伸性能、熱空氣老化、恒定形變壓縮永久變形、耐介質腐蝕、密度、收縮率以及低溫試驗和壓縮應力松弛試驗，而承壓狀態下的密封性能檢測多采取現場試壓。目前，橡膠件性能測試方法存在以下不足
(1)橡膠密封件性能測試實驗處于自由狀態，而工作狀態的橡膠元件處于壓應カ狀
態；
(2)橡膠密封檢測通常采用無腐蝕性介質進行測試，而工作狀態的橡膠元件處于高溫高壓腐蝕性介質中；
(3)不能同時檢測橡膠元件密封性能和抗腐蝕性能。為解決模擬現場工作狀態下對橡膠密封件性能的檢驗問題，本發明提出一種適用于承壓狀態下橡膠密封性能和腐蝕性能檢驗的方法及裝置，能夠很好的解決上述問題。

發明內容
本發明要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種可靠、實用井能夠綜合檢驗橡膠在高溫高壓環境中、承壓狀態下的密封性能和抗腐蝕性能檢測方法。本發明要解決的另ー技術問題是提供ー種結構簡單、易于操作、安全可靠、能夠同時測試多個密封件、用于橡膠性能檢驗和評價的結構裝置。本發明的前一技術方案是這樣實現的ー種承壓狀態下橡膠密封和腐蝕性能檢驗方法，包括下述步驟(I)測定橡膠密封件在高溫高壓環境中、承壓狀態下氣相、液相腐蝕性介質作用后的尺寸變化率、質量變化率、體積變化率以及硬度、拉伸性能、永久變形量的衰減程度；(2)觀察橡膠密封件經腐蝕介質侵蝕后溶脹、鼓泡現象并進行作用機理分析；
(3)對橡膠密封件在高溫高壓氣相、液相環境中、承壓狀態下的密封性能和抗腐蝕性能進行綜合評價。上述的ー種承壓狀態下橡膠密封性能和腐蝕性能檢驗方法中，步驟(I)的測定方法是(A)測定實驗前橡膠元件尺寸、質量、體積參數，將橡膠密封件安裝在密封蓋上；(B)將顯像劑裝入密封本體并與裝有待測橡膠密封件的密封蓋通過螺紋連接，確保橡膠密封件在承壓狀態下；(C)將多個橡膠密封件性能檢驗裝置整體放入高溫高壓釜中；(D)加入氣相、液相侵蝕性介質，設定高溫高壓環境，按常規方法開始實驗；(E)測定實驗后橡膠元件尺寸、質量、體積參數，計算尺寸變化率、質量變化率、體積變化率；
上述的ー種承壓狀態下橡膠密封和腐蝕性能檢驗方法中，步驟(2)的測定方法是(A)測定實驗前橡膠元件硬度、拉伸性能，將橡膠密封件安裝在密封蓋上；(B)將顯像劑裝入密封本體并與裝有待測橡膠密封件的密封蓋通過螺紋連接，確保橡膠密封件在承壓狀態下；(C)將多個橡膠密封件性能檢驗裝置整體放入高溫高壓釜中；(D)加入氣相、液相侵蝕性介質，設定高溫高壓環境，按常規方法開始實驗；(E)測定實驗后橡膠密封件硬度、拉伸性能，計算實驗前后橡膠元件硬度、拉伸性能的衰減程度；、 本發明與現有技術相比，具有下述有點
(I)通過實驗能夠對高溫高壓環境中、承壓狀態下橡膠密封件的密封性能和抗腐蝕性能進行檢驗和綜合評價，并與自由狀態下橡膠密封件的性能進行對比。(2)通過實驗設計可模擬任何高溫高壓エ況條件下，氣相、液相侵蝕性介質對橡膠密封件密封性能和抗腐蝕性能的影響作用，為現場橡膠密封件的優選和質量評價提供可靠數據。


下面結合附圖和實驗方法對本發明作進ー步詳細的說明，本發明包含所有能夠實現該方法的實驗裝置，不僅限于附圖所示結構，該裝置不構成對本發明的任何限制。圖I是實現本發明的裝置結構示意圖。圖2是實現本發明的裝置零部件示意圖。圖3是本發明安裝所需工具示意圖。圖4是實現本發明的整體結構示意圖。圖5是橡膠密封件A、B、C實驗前后尺寸變化率對比圖。圖6是橡膠密封件A、B、C實驗前后質量變化率和體積變化率對比圖。圖7是橡膠密封件A、B、C實驗前后拉伸性能對比圖。圖8是橡膠密封件A、B、C實驗前后硬度變化。
具體實施例方式參閱圖I、圖2、圖3所示，本發明中ー種承壓狀態下橡膠密封和腐蝕性能檢驗裝置，包括密封蓋I、橡膠密封件2、密封本體3、六角孔4、滾花5、顯像劑6、六角扳手7、主軸電機8、釜蓋9、釜體10、氣液相界面11、攪拌槳12、氣相空腔13、液相空腔14、氣相試樣15、液相試樣16。將顯像劑6裝入密封本體3，與裝有待測橡膠密封件2的密封蓋I通過螺紋連接，確保橡膠密封件在承壓狀態下；將需要測試的多個橡膠密封件性能檢驗裝置整體放入高溫高壓釜中，加入氣相、液相侵蝕性介質，設定高溫高壓環境，按常規方法開始實驗。本發明中ー種承壓狀態下橡膠密封和腐蝕性能檢驗方法如下
(I)采用常規方法測定橡膠密封件原始狀態下的各項性能指標；(2)橡膠密封件承壓狀態下高溫高壓腐蝕性介質環境中進行密封性能和腐蝕性能實驗，具體方法如下
(A)測量A、B、C三種橡膠密封件原始數據后將其安裝在密封蓋上，然后將顯像劑放入密封本體底部。(B)將密封蓋和密封本體通過螺紋連接并保證其密封性，然后整體放入高溫高壓釜中，加入液相腐蝕介質，然后密封釜體。(C)開啟通風設備、氣體檢測報警器等防護設備，打開高溫高壓釜電源和監控系統主機。除氧后關閉出氣ロ，用氮氣進行試壓；然后對釜體進行升溫至實驗指定溫度。待溫度達到實驗溫度后，依次按照實驗參數通入氣相侵蝕性介質，開始實驗。(D)待實驗結束后，關閉高溫高壓釜，取出橡膠密封件。(3)觀察橡膠密封件形貌，是否發生溶脹、鼓泡等失效現象并進行作用機理分析。(4)清洗試樣并稱重，測量并計算橡膠密封件A、B、C尺寸變化率(如圖5)、質量變 化率和體積變化率(如圖6);拉伸性能(如圖7)、硬度的變化量(如圖8)。(5)對橡膠密封實驗數據進行處理，并對橡膠密封性能和腐蝕性能進行綜合評價。
權利要求
1.一種承壓狀態下橡膠密封性能和腐蝕性能檢驗方法及裝置，其特征在于能夠實現高溫高壓條件下，腐蝕性氣相、液相環境中，對橡膠密封件在承壓狀態下的密封性能和抗腐蝕性能進行檢驗和評價。
2.根據權利要求I所述的一種承壓狀態下橡膠密封性能和腐蝕性能檢驗方法，其特征在于實驗檢測橡膠材料在高溫高壓、承壓狀態和腐蝕性氣相、液相介質等惡劣工況環境作用下的尺寸變化率、質量變化率、體積變化率、拉伸性能、硬度的衰減，分析和研究橡膠在腐蝕介質中發生溶脹、鼓泡等現象的作用機理，綜合檢驗和評價橡膠密封性能和腐蝕性能。
3.根據權利要求I所述的一種承壓狀態下橡膠密封性能和腐蝕性能檢驗方法，其特征在于實驗周期內，橡膠密封件處于承壓狀態，并完全置于高溫高壓氣相或液相腐蝕性介質中。
4.一種承壓狀態下橡膠密封性能和腐蝕性能檢驗裝置，其特征在于包括密封蓋(I)、橡膠密封件(2)、密封本體(3)、六角孔(4)、滾花(5)、顯像劑(6)、六角扳手(7)、主軸電機(8)、釜蓋(9)、釜體(10)、氣液相界面(11)、攪拌槳(12)、氣相空腔(13)、液相空腔(14)、氣相試樣(15)、液相試樣(16)，所述的密封蓋(I)側面設置有橡膠密封件(2)，上方設置有六角孔(4);所述的橡膠密封件(2)安裝在密封蓋(I)上，然后與密封本體(3)通過螺紋連接，使檢驗裝置密封；所述的密封本體(3)外壁設置有滾花(5)，底部設置有顯像劑￠);所述的釜蓋(9)設置有主軸電機(8)，并能夠與釜體(10)密封成為封閉系統；釜體(10)內部由氣液相界面(11)劃分為氣相空腔(13)和液相空腔(14)兩部分，其中氣相空腔(13)中設置有氣相試樣(15),液相空腔(14)中設置有液相試樣(16);所述的氣相試樣(15)和液相試樣(16)中分別安裝有進行氣相和液相實驗的橡膠密封件。
5.根據權利要求4所述的一種承壓狀態下橡膠密封性能和腐蝕性能檢驗裝置，其特征在于，所述的密封蓋(I)設置有橡膠密封件(2)，通過設置在其上方的六角孔(4)與密封本體(3)通過螺紋連接，可用六角扳手(7)順利裝卸。
6.根據權利要求4、5所述的密封蓋(I)設置有橡膠密封件(2)，其特征在于橡膠密封件(2)安裝在密封蓋(I)上，與密封本體(3)密封后，其壓縮率為6°/Γ30%，可通過密封蓋(I)與密封本體(3)的間隙大小控制橡膠密封件(2)的承壓大小。
7.根據權利要求4所述的一種承壓狀態下橡膠密封性能和腐蝕性能檢驗裝置，其特征在于，密封本體(3)外壁設置有滾花(5)，底部設置有顯像劑(6)。
8.根據權利要求4所述的主軸電機(8)和攪拌槳(12)，其特征在于，攪拌槳(12)通過主軸電機(8)采用磁力驅動進行攪拌，能夠保證實驗周期內液相空腔(14)中侵蝕性液相介質為均一溶液。
全文摘要
本發明公開了一種承壓狀態下橡膠密封性能和腐蝕性能檢驗方法及裝置，屬工業材料檢驗檢測技術領域，橡膠密封性能、抗腐蝕性能檢驗方法要點在于將承壓狀態下的橡膠置于高溫高壓氣相、液相腐蝕性介質中，檢驗橡膠在承壓狀態、高溫高壓腐蝕性介質環境中的密封性能和抗腐蝕性能。橡膠密封件檢驗裝置的特點在于結構簡單、操作方便，實驗檢驗項目包括橡膠尺寸變化率、質量變化率、體積變化率以及力學性能，分析研究橡膠在腐蝕介質中發生溶脹、鼓泡現象的作用機理。本發明用于檢驗高溫高壓環境中、承壓狀態下氣相、液相腐蝕性介質對橡膠密封性能、抗腐蝕性能的影響，通過實驗評價橡膠密封件在承壓狀態以及特定溫度、壓力、腐蝕性環境中的適用性。
文檔編號G01M3/02GK102661836SQ201210154278
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月18日 優先權日2012年5月18日
發明者侯鐸, 張智, 施太和, 曹大勇, 曾德智, 楊曉露, 田剛, 羅翔, 重興成 申請人:西南石油大學