管法兰用垫片密封性能试验方法A-「亿威仕」

管法兰用垫片密封性能的试验方法有 A、B、C 三种。今天我们来学习试验方法 A 的内容。

1、试验装置

1.1 试验在专用的垫片综合性能试验装置上进行。试验装置由垫片加载系统、介质供给系统、测漏系统及试验法兰等组成，如图 1 所示。

1.2 垫片加载系统应能提供规定的垫片预紧应力并能控制恒定的加载、卸载速度。试验过程中垫片预紧应力的波动应在规定值的 ±2％ 范围之内。当垫片预紧应力 ≤35MPa 时，加载、卸载速度为 0.2MPa/s；当垫片预紧应力 ＞35MPa时，加载、卸载速度为 0.5MPa/s。

1.3 试验介质供给系统应能提供规定的试验介质压力。试验过程中介质压力的波动应在规定值的 ±2% 范围之内。

1.4 泄漏率测量采用集漏空腔增压法，泄漏率计算基于理想气体定律。在垫片外侧、上下法兰面间设置一个密闭的环形测漏空腔，测漏空腔的容积 V_c 应经严格标定。测漏系统分辨率应不低于 10^-5cm³/s。

1.5 试验法兰采用模拟法兰，密封面为突面。试验法兰应具有足够的刚度，以确保能承受加载载荷，并不发生因压板变形而影响垫片表面应力的情况。法兰材料的弹性模量应为 195GPa～210GPa，密封面硬度应为 40HRC～50HRC，密封面表面粗糙度应在3.2μm＜R_a＜6.3μm 范围内。

1.6 测量试验介质压力的压力传感器的量程应不大于 10MPa，误差不大于全量程的 0.5%，分辨率不低于 1kPa。

1.7 测量测漏空腔温度的温度传感器量程应不大于 32℃，误差不大于全量程的 0.5%，分辨率不低于 0.01℃。

1.8 测量测漏空腔内微压力的压力传感器的量程应不大于 5kPa，误差不大于全量程的 0.5%，分辨率不低于 0.5Pa。

标引序号说明：

1——标准容器；2——测漏空腔；3——模拟法兰；4——垫片；5——油缸；6——压力源；

7——试验介质；8——标定气源；9——位移传感器；10——载荷传感器；11——压力传感器；

12——温度传感器；13——微压力传感器；14——数据采集系统。

图 1 适用于试验方法 A 的垫片密封性能试验装置

2、试样

2.1 试样准备

试样选取后应在室温、相对湿度（50±6）%的环境下放置至少 48 小时。试样从上述环境中取出，到试验开始前应不超过 30min。

2.2 试样尺寸

除另有规定外，试样的公称直径为 DN80。

2.3 试样数量

试验垫片应从同一样本中随机选取，至少应准备三个试样。

2.4 试样尺寸测量

2.4.1 调节后的试样进行直径和厚度测量，试样直径和厚度应采用合适的工具测量。

2.4.2 试样厚度测量应沿圆周方向每隔120°测量一点，共测量三点，取平均值作为试样原始厚度 T_o。

2.4.3 试样内径或外径的测量同样应沿圆周方向每隔 120° 测量一点，共测量三点，取平均值作为试样的内径 D_i 或外径 D_o。

3、试验条件

除另有规定外，试验条件按表1的规定。

表 1 试验条件

4、试验程序

4.1 用溶剂（如丙酮）仔细清洗法兰密封面，垫片对中安装。

4.2 按表1的规定，对垫片施加预紧应力，达到规定值后保持 15min。

4.3 按以下步骤标定测漏空腔的容积：

a）测漏空腔容积按式（1）标定。

式中：

V_C——测漏空腔的容积，单位为立方厘米（cm³）；

V_B——标准容器的容积，单位为立方厘米（cm³）；

P_B——标准容器中的初始绝对压力，单位为帕（Pa）；

P_C——测漏空腔中导入的试验介质的绝对压力，单位为帕（Pa）；

P_2V——标准容器与测漏空腔连通后的绝对压力，单位为帕（Pa）。

b）上述标定应在尽可能短的时间内完成，重复三次，以三次测得的 V_C 值的算术平均值作为密封空腔的容积，各次测得的 V_C 值对平均值的偏差应不大于 3%。

c）按照表 1 的规定，通入试验介质，当介质压力达到规定值后保持 10min。

d）开始测漏，记录测漏开始时测漏空腔内的压力 p₁ 和温度 T₁，并开始记时，记录测量结束时测漏空腔内的压力 p₂ 和温度 T₂。测量时间视泄漏率大小而定，通常为 2min～10min。

5、试验次数

从同一样本中选取若干个试样，并随机抽取不少于三个试样进行试验。

6、泄漏率计算和试验结果

6.1 泄漏率按式（2）计算：

式中：

L_V——体积泄漏率，单位为牛顿立方厘米每秒（Ncm³/s）；

T_st——标准状况下大气压力，10132.5Pa；

P_st——标准状况下大气绝对温度，273.16K；

P₁——测漏开始时测漏空腔内的绝对压力，单位为帕（Pa）；

P₂——测漏结束时测漏空腔内的绝对压力，单位为帕（Pa）；

T₁——测漏开始时测漏空腔的绝对温度，单位为开尔文（K）；

T₂——测漏结束时测漏空腔的绝对温度，单位为开尔文（K）；

V_C——测漏空腔的容积，单位为立方厘米（cm³）；

t——测漏时间，单位为秒（s）。

6.2 取全部试验的平均值作为最终的试验结果，取两位有效数字。