ICS03.080

CCSA12

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DB32/T4486—2023

基于泄漏率的墊片系數(shù)和比壓力測試

方法

Testmethodforgasketmaintenancefactorandyieldfactorbased

onleakrate

2023-05-13發(fā)布2023-06-13實(shí)施

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DB32/T4486—2023

基于泄漏率的墊片系數(shù)和比壓力測試方法

1范圍

本文件規(guī)定了法蘭用墊片基于泄漏率的墊片系數(shù)和比壓力的測試方法。

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。其他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無損檢測氦泄漏檢測方法

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。

注：單位為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。

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)、溫度、壓力等）確定。單位為Pa?m3/s或mg/

（m?s）。

1

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4試驗(yàn)設(shè)備

4.1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)、測漏系統(tǒng)

及試驗(yàn)法蘭等組成，基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。

標(biāo)引序號說明：

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)壓力的波動應(yīng)在規(guī)定值的±2%范

圍之內(nèi)。

4.4泄漏率測量采用氦泄漏檢測法，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℃、相對濕度50%±6%的環(huán)境下放置至少48h。

5.2除另有規(guī)定外，試樣尺寸按表1規(guī)定。

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表1試驗(yàn)參數(shù)

試樣規(guī)格初載荷保持時(shí)間總載荷規(guī)定增量

試樣名稱

mmMPaminMPaMPa

非石棉纖維橡膠墊片3.520353.5

橡膠墊片0.712070.7

聚四氟乙烯墊片Φ109×Φ61×1.6

3.5120353.5

改性聚四氟乙烯墊片

膨體聚四氟乙烯墊片2.5120252.5

柔性石墨復(fù)合增強(qiáng)墊片Φ109×Φ61×1.63.560353.5

具有非金屬覆蓋層的齒形、波形和Φ120×Φ90×2.5

4.560454.5

波齒形金屬墊片基本型

金屬包覆墊片Φ142×Φ89×3.06.020606

聚四氟乙烯墊包覆片Φ142×Φ89×3.03.5120353.5

Φ144×Φ115×Φ99×Φ90×4.5

纏繞式墊片720707

帶內(nèi)環(huán)和定位外環(huán)型

6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0.2MPa/s±0.02MPa/s。

7試驗(yàn)程序

7.1比壓力

7.1.1測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，墊片對中安裝。

7.1.3對墊片施加初載荷，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

yWA1……（）

3

DB32/T4486—2023

式中：

y——墊片比壓力，單位為兆帕（MPa）；

W——當(dāng)前載荷，單位為牛（N）；

mm2

A1——墊片接觸面積，單位為平方毫米（）。

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應(yīng)的

墊片比壓力y。



(





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PV



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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)

7.2.1測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，墊片對中安裝。

7.2.3對墊片施加總載荷，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：

=(-)/2

mWA2PA1P…………（）

式中：

m——墊片系數(shù)；

W——當(dāng)前載荷，單位為牛（N）；

mm2

A2——墊片內(nèi)面積，單位為平方毫米（）；

P——介質(zhì)壓力，單位為兆帕（MPa）；

mm2

A1——墊片接觸面積，單位為平方毫米（）。

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DB32/T4486—2023

7.2.11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