管法蘭用墊片密封性能試驗方法管法蘭用墊片密封性能試驗方法范圍本文件描述了測漏空腔增壓法方法壓降法方法及氦質(zhì)譜真空測漏法方法三種測定管法蘭用墊片密封性能的方法。本文件適用于非金屬平墊片纏繞式墊片聚四氟乙烯包覆墊片金屬包覆墊片柔性石墨復(fù)合增強墊片金屬齒形組合墊片金屬波齒復(fù)合墊片的密封性能測定。其他類型的墊片參考執(zhí)行。規(guī)范性引用文件本文件沒有規(guī)范性引用文件術(shù)語和定義本文件沒有需要界定的術(shù)語和定義測漏空腔增壓法(概述適用于介質(zhì)為氮氣或氦氣泄漏率在10-標準狀態(tài)標準狀態(tài)范圍的管法蘭用墊片以下簡稱墊片密封性能試驗。試驗裝置試驗裝置由墊片加載系統(tǒng)試驗介質(zhì)供給系統(tǒng)測漏系統(tǒng)及試驗法蘭等組成如圖1所示 墊片加載系統(tǒng)應(yīng)能提供規(guī)定的墊片預(yù)緊比壓并能控制恒定的加載速度和卸載速度。試驗過程中墊片預(yù)緊比壓的波動應(yīng)在規(guī)定值的%。當(dāng)墊片預(yù)緊比壓小于或等于5a時加載速度和卸載速度應(yīng)為2當(dāng)墊片預(yù)緊比壓大于5a時加載速度和卸載速度應(yīng)為5。 試驗介質(zhì)供給系統(tǒng)應(yīng)能提供規(guī)定的試驗介質(zhì)壓力。試驗過程中介質(zhì)壓力的波動應(yīng)在規(guī)定值的%。 測漏系統(tǒng)分辨率不應(yīng)低于10-5cm3/s標準狀態(tài)。在墊片外側(cè)上下法蘭面間設(shè)置一個密閉的環(huán)形測漏空腔測漏空腔的容積VC應(yīng)經(jīng)標定。試驗法蘭采用模擬法蘭密封面為平面。試驗法蘭應(yīng)具有足夠的剛度以確保能承受加載載荷并不發(fā)生因壓板變形而影響墊片表面比壓的情況。法蘭材料的彈性模量應(yīng)為GPa~密封面硬度應(yīng)為密封面表面粗糙度Ra應(yīng)為。測量試驗介質(zhì)壓力的傳感器量程宜為試驗介質(zhì)壓力的5倍~2倍準確度等級不應(yīng)低于5級分辨率不低于測量測漏空腔溫度的溫度傳感器的分辨率不低于1℃ 測量測漏空腔壓力的微壓力傳感器量程不應(yīng)大于準確度等級不應(yīng)低于5級分辨率不低于。標引序號說明—標準容器 8—標定氣源—測漏空腔 9—位移傳感器—模擬法蘭 —載荷傳感器—墊片 —壓力傳感器—油缸 —溫度傳感器—壓力源 —微壓力傳感器—試驗介質(zhì) —數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)圖1測漏空腔增壓法的試驗裝置示意試樣試樣準備試樣選取后應(yīng)在溫度℃相對濕度%的環(huán)境下放置不少于48h。試樣從上述環(huán)境中取出到試驗開始前不應(yīng)超過30。試樣尺寸除另有規(guī)定外DN80mm試樣尺寸測量 墊片厚度用分度值不大于2mm的量具測量以等弧三點測量值的算術(shù)平均值為測量結(jié)果。 墊片直徑內(nèi)徑Di和外徑Do)用分度值不大于2mm的量具測量以等弧三點測量值的算術(shù)平均值為測量結(jié)果。試驗條件推薦試驗條件見表也可由文件使用者協(xié)商確定表1推薦試驗條件試樣名稱墊片預(yù)緊比壓試驗溫度試驗介質(zhì)試驗介質(zhì)壓力無纖維增強橡膠墊片不低于%的工業(yè)氮氣或者不低于%的氦氣無石棉纖維橡膠墊片聚四氟乙烯墊片填充聚四氟乙烯墊片改性聚四氟乙烯墊片膨體聚四氟乙烯墊片柔性石墨復(fù)合增強墊片非金屬聚四氟乙烯包覆墊片1倍公稱壓纏繞式墊片1倍公稱壓金屬包覆墊片1倍公稱壓金屬齒形組合墊片1倍公稱壓金屬波齒復(fù)合墊片1倍公稱壓試驗程序用溶劑如丙酮清洗法蘭密封面墊片對中安裝按2和表1的規(guī)定對墊片施加預(yù)緊比壓達到規(guī)定值后保持15 測漏空腔容積的標定應(yīng)在盡可能短的時間內(nèi)完成重復(fù)3次以3次測試計算得到的C值的算術(shù)平均值作為測漏空腔的容積每次獲得的C值對平均值的偏差不應(yīng)大于%。測漏空腔容積按式標定 式中VC測漏空腔的容積單位為立方厘米3VB標準容器的容積單位為立方厘米P2V標準容器與測漏空腔連通后的絕對壓力單位為兆帕PB標準容器中的初始絕對壓力單位為兆帕PC測漏空腔中通入的試驗介質(zhì)的絕對壓力單位為兆帕按3和表1的規(guī)定通入試驗介質(zhì)當(dāng)介質(zhì)壓力達到規(guī)定值后保持10 開始測漏記錄測漏開始時測漏空腔內(nèi)的壓力和溫度并開始計時記錄測量結(jié)束時測漏空腔內(nèi)的壓力和溫度。測量時間視泄漏率大小而定通常為20。試驗次數(shù)從同一樣本中選取若干個試樣并隨機抽取不少于3個試樣進行試驗泄漏率計算和試驗結(jié)果泄漏率計算基于理想氣體定律并按式計算 P11LV 1式中LN氮氣為介質(zhì)時標準狀態(tài)下的體積泄漏率單位為立方厘米每秒標準狀態(tài));LH氦氣為介質(zhì)時標準狀態(tài)下的體積泄漏率單位為立方厘米每秒標準狀態(tài));Tst標準狀態(tài)下大氣絕對溫度單位為開爾文Pst標準狀態(tài)下大氣壓力單位為兆帕VC測漏空腔的容積單位為立方厘米3 測漏時間單位為秒P1測漏開始時測漏空腔內(nèi)的絕對壓力單位為兆帕T1測漏開始時測漏空腔的絕對溫度單位為開爾文P2測漏結(jié)束時測漏空腔內(nèi)的絕對壓力單位為兆帕T2測漏結(jié)束時測漏空腔的絕對溫度單位為開爾文最終試驗結(jié)果取所有計算值的算術(shù)平均值并修約至兩位有效數(shù)字壓降法方法概述適用于介質(zhì)為氮氣或氦氣泄漏率LV在10-標準狀態(tài)標準狀態(tài)范圍的墊片密封性能試驗。試驗裝置試驗裝置主要由墊片加載系統(tǒng)試驗介質(zhì)供給系統(tǒng)測漏系統(tǒng)和試驗法蘭等組成如圖2所示標引序號說明—溫度傳感器 —閥門—壓力傳感器 —閥門—載荷傳感器 —試驗介質(zhì)—模擬法蘭上 —緩沖罐—墊片 —壓力源—模擬法蘭下 —密封空腔—油缸 —數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)—閥門 —放空管路及閥門標準容器圖2壓降法的試驗裝置示意墊片預(yù)緊比壓的施加按2的規(guī)定通入的試驗介質(zhì)應(yīng)符合3的規(guī)定測漏采用密封空腔壓降法密封空腔的容積VS應(yīng)經(jīng)標定 壓力傳感器量程不大于10誤差不大于全量程的%準確度等級不應(yīng)低于5級分辨率不低于。 差壓傳感器量程不大于誤差不大于全量程的%準確度等級不應(yīng)低于5級分辨率不低于。試驗法蘭應(yīng)符合5的規(guī)定測量密封空腔溫度的溫度傳感器應(yīng)符合7的規(guī)定試樣試樣準備試樣尺寸和試樣尺寸測量按3執(zhí)行試驗條件試驗條件按4執(zhí)行試驗程序用溶劑如丙酮清洗法蘭密封面墊片對中安裝按2和表1的規(guī)定對墊片施加預(yù)緊比壓達到規(guī)定值后保持15 密封空腔容積的標定應(yīng)在盡可能短的時間內(nèi)完成重復(fù)3次以3次測得的S值的算術(shù)平均值作為密封空腔的容積各次測得的S值對平均值的偏差不應(yīng)大于%。標定步驟如下:系統(tǒng)放空向密封空腔中通入絕對壓力為PB的試驗介質(zhì)測出密封空腔與標準容器相連通后的平衡絕對壓力Pe密封空腔的容積按式計算 e式中VS密封空腔的容積單位為立方厘米3VB標準容器的容積單位為立方厘米PB標準容器中的初始絕對壓力單位為兆帕PS密封空腔中通入的試驗介質(zhì)的絕對壓力單位為兆帕Pe標準容器與密封空腔連通后的絕對壓力單位為兆帕按3和表1的規(guī)定通入試驗介質(zhì)當(dāng)介質(zhì)壓力達到規(guī)定值后保持10 開始測漏記錄測漏開始時密封空腔內(nèi)的壓力和溫度并開始計時記錄測量結(jié)束時密封空腔內(nèi)的壓力和溫度。測量時間視泄漏率大小而定通常為20。試驗次數(shù)從同一樣本中選取若干個試樣并隨機抽取不少于3個試樣進行試驗泄漏率計算和試驗結(jié)果泄漏率計算基于理想氣體定律并按式計算 P4LV 4式中LN氮氣為介質(zhì)時標準狀態(tài)下的體積泄漏率單位為立方厘米每秒標準狀態(tài));LH氦氣為介質(zhì)時標準狀態(tài)下的體積泄漏率單位為立方厘米每秒標準狀態(tài));Tst標準狀態(tài)下大氣絕對溫度單位為開爾文Pst標準狀態(tài)下大氣壓力單位為兆帕VS密封空腔的容積單位為立方厘米3 測漏時間單位為秒P3測漏開始時密封空腔內(nèi)的絕對壓力單位為兆帕T3測漏開始時密封空腔內(nèi)的絕對溫度單位為開爾文P4測漏結(jié)束時密封空腔內(nèi)的絕對壓力單位為兆帕T4測漏結(jié)束時密封空腔內(nèi)的絕對溫度單位為開爾文最終試驗結(jié)果取所有計算值的算術(shù)平均值并修約至兩位有效數(shù)字氦質(zhì)譜真空測漏法(概述適用于介質(zhì)為純度不低于的氦氣泄漏率LV在10-標準狀態(tài)標準狀態(tài)范圍的墊片密封性能試驗。試驗裝置試驗裝置主要由墊片加載系統(tǒng)試驗介質(zhì)供給系統(tǒng)測試系統(tǒng)和試驗法蘭等組成如圖3所示標引序號說明—氦質(zhì)譜儀 7—真空泵—測漏空腔 8—壓力傳感器—模擬法蘭 9—氦氣瓶—墊片 —位移傳感器—油缸 —載荷傳感器—壓力源 —數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)圖3氦質(zhì)譜真空測漏法的試驗裝置示意墊片預(yù)緊比壓的施加按2的規(guī)定通入的試驗介質(zhì)應(yīng)符合3的規(guī)定試驗法蘭應(yīng)符合5的規(guī)定氦質(zhì)譜檢漏儀推薦檢測范圍為10-標準狀態(tài))~10-標準狀態(tài)分辨率不低于試樣試樣準備試樣尺寸和試樣尺寸測量按3執(zhí)行試驗條件試驗條件按4執(zhí)行試驗程序用軟棉布蘸溶劑如丙酮清洗上下模擬法蘭的表面將墊片對中放置到模擬法蘭之間按2和表1的規(guī)定對墊片施加預(yù)緊比壓達到規(guī)定值后保持15 打開真空泵將管路抽真空至表壓-1MPa以下通入氦氣對管路及密封腔內(nèi)的氣體進行置換反復(fù)2次然后關(guān)閉真空泵及其管路閥門。 打開氦氣瓶向密封腔內(nèi)通入試驗介質(zhì)利用減壓閥調(diào)整氦氣介質(zhì)壓力至規(guī)定的試驗介質(zhì)壓力使用氦質(zhì)譜儀開始檢漏5n后待泄漏率數(shù)值穩(wěn)定記錄泄漏率值。關(guān)閉氦氣瓶閥門關(guān)閉氦質(zhì)譜儀放掉密封腔內(nèi)的氦氣停止試驗試驗次數(shù)從同一樣本中選取若干個試樣并隨機抽取不少于3個試樣進行試驗泄漏率計算和試驗結(jié)果最終試驗結(jié)果取所有計算值的算術(shù)平均值并修約至兩位有效數(shù)字試驗方法的選用和注意事項根據(jù)3種試驗方法的泄漏率測試范圍以及測試對象預(yù)估的泄漏率范圍選用合適的試驗方法 若測試對象的泄漏率范