一种垫片的低温测试方法和用于垫片低温测试的工装法兰技术

本发明专利技术涉及一种超低温垫片的低温性能测试方法，本发明专利技术超低温垫片的低温性能测试方法使用惰性气体氦气首先在常温及垫片公称压力下进行试验，记录泄漏量。确保组件在合适条件下进行试验；进而，将工装组件完全浸没于液氮中，保持30min～60min，确保工装完全冷透，各处温度稳定为止，进行低温深冷测试，氦气加压至对应垫片最大允许测试值的增量值，待压力稳定后，保持900s；关闭进气阀，氦质谱仪真空嗅探法检漏测试。本发明专利技术提供了一种可靠的测试方法以表征低温垫片的质量和性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及垫片性能测试领域，具体而言，涉及一种垫片的低温测试方法和用于垫片低温测试的工装法兰。
技术介绍
垫片(Gasket)用于实现两个物体之间的机械密封，通常用以防止两个物体之间受到压力、腐蚀和管路自然地热胀冷缩泄漏。由于机械加工表面不可能完美，使用垫片即可填补不规则性。垫片通常由片状材料制成，如垫纸，橡胶，硅橡胶，金属，软木，毛毡，氯丁橡胶，丁腈橡胶，玻璃纤维或塑料聚合物(如聚四氟乙烯)。目前，垫片在低温环境下的应用越来越广泛，因此，垫片在低温环境下的性能指标越发显得重要。但现在技术中还没有一套完整的低温性能测试方法。
技术实现思路
本专利技术提供一种垫片的低温测试方法和用于垫片低温测试的工装法兰，用以克服现有中存在的至少一个问题。为达到上述目的，本专利技术提供了一种垫片的低温测试方法，包括以下步骤：将测试垫片设置在工装法兰的密闭空腔中，其中，所述工装法兰设置有用于通入惰性气体的气体进口以及用于收集泄漏惰性气体的气体出口，所述气体进口与测试垫片一侧的密闭空腔连通，所述气体出口依次通过气体收集腔、引流导管与测试垫片另一侧的密闭空腔连通；在常温及垫片公称压力下从所述气体进口通入惰性气体进行试验，记录从所述气体出口收集的惰性气体泄漏量；将工装法兰完全浸没于液氮中进行低温深冷测试，保持第一设定时间后，向所述气体进口中通入惰性气体加压至对应测试垫片最大允许测试值的增量值，待压力稳定后，保持第二设定时间，关闭惰性气体的进气阀，利用质谱仪真空嗅探法检漏测试惰性气体泄漏量，并将测得的惰性气体泄漏量与设定指标值进行比较。进一步地，所述第一设定时间为30min～60min。进一步地，所述第二设定时间为900s。进一步地，试验过程中温度的波动应保持在±5℃。进一步地，氦质谱仪真空嗅探法的测漏分辨率不低于10-4Pa.m3/s。进一步地，试验过程中介质压力波动应小于设定值的0.5％。为达到上述目的，本专利技术还提供了一种用于垫片低温测试的工装法兰，包括：法兰本体、密封O型圈、密闭空腔、泄漏收集腔、引流导管、进气口和出气口，其中：所述密闭空腔为所述法兰本体内的中空腔体，所述密闭空腔的横截面与待测垫片一致，所述密闭空腔的两端分别设置有所述密封O型圈，所述密闭空腔靠近所述气体出口的一侧用于设置待测垫片，其中，待测垫片通过螺母固定在螺栓后安放在所述密闭空腔中；所述气体进口和所述气体出口分别设置在所述法兰本体的两端，所述气体进口用于通入惰性气体，所述气体出口用于收集泄漏惰性气体，所述气体进口与测试垫片一侧的密闭空腔连通，所述气体收集腔设置在所述气体出口处，所述气体收集腔通过所述引流导管与待测垫片另一侧的密闭空腔连通。本专利技术超低温垫片的低温性能测试方法，使用惰性气体氦气首先在常温及垫片公称压力下进行试验，记录泄漏量。确保组件在合适条件下进行试验；进而，将工装组件完全浸没于液氮中，保持30min～60min，确保工装完全冷透，各处温度稳定为止，进行低温深冷测试，氦气加压至对应垫片最大允许测试值的增量值，待压力稳定后，保持900s；关闭进气阀，氦质谱仪真空嗅探法检漏测试。本专利技术提供了一种可靠的测试方法以表征低温垫片的质量和性能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术一个实施例的垫片的低温测试装置示意图；图2为一个实施例的用于垫片低温测试的工装法兰示意图；图3为本专利技术一个实施例的垫片螺母预紧安装顺序示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1为本专利技术一个实施例的垫片的低温测试装置示意图；图2为一个实施例的用于垫片低温测试的工装法兰示意图。图中标号说明：1－氦气瓶；2－增压泵；3－液氮槽；4－杜瓦瓶；5－装有垫片的工装；6－氦质谱仪；7－数据采集及控制系统；101-密封O型圈；102-测试垫片；103-密闭空腔；104-气体进口；105-气体出口。请参阅图2，用于垫片低温测试的工装法兰包括：法兰本体、密封O型圈、密闭空腔、泄漏收集腔、引流导管、进气口和出气口，其中：所述密闭空腔为所述法兰本体内的中空腔体，所述密闭空腔的横截面与待测垫片一致，所述密闭空腔的两端分别设置有所述密封O型圈，所述密闭空腔靠近所述气体出口的一侧用于设置待测垫片，其中，待测垫片通过螺母固定在螺栓后安放在所述密闭空腔中；所述气体进口和所述气体出口分别设置在所述法兰本体的两端，所述气体进口用于通入惰性气体，所述气体出口用于收集泄漏惰性气体，所述气体进口与测试垫片一侧的密闭空腔连通，所述气体收集腔设置在所述气体出口处，所述气体收集腔通过所述引流导管与待测垫片另一侧的密闭空腔连通。工装法兰采用刚性模拟平面法兰，法兰厚度与直径之比应不小于1/3，法兰材料的强度极限不小于500MPa；密封面硬度不小于40HRC；密封面表面粗糙度应在5μm～10μm之间。试验法兰装置包括泄漏收集腔和引流导管。用于低温试验的试样须在常温密封试验满足表3指标后进行。表1超低温垫片性能其中，缠绕式垫片，波齿/齿形组合垫在试验前，试样应在100℃±2℃下烘干1h后，放入盛有适宜干燥剂的干燥器中冷却至21℃～30℃。非金属垫片在试验前，试样应在室温环境下放置至少4h。试样的试验条件见表2。表2试验条件试验程序如下：1、试验准备1.1检查垫片和法兰密封面是否光洁、有无机械损伤、径向划痕和锈蚀，并用丙酮清洗法兰密封面，垫片对中安装。1.2螺母在螺栓上转动应灵活，不晃动；螺栓无弯曲现象；螺栓螺纹无断开现象。1.3不同产品按表2规定的预紧比压，按公式(A1)计算扭矩：T＝K×F0×(d÷1000)…………………………(A1)式中：T—扭矩，单位为牛.米(N.m)；K—螺栓系数，应取0.2或0.3；F0—垫片有效面积(mm2)×预紧比压(N/mm2)÷螺栓数量；d—螺栓公称直径，单位为毫米(mm)。1.4用定力矩扳手安装垫片至预定的扭矩，记录其数值。安装垫片时，应按图3的顺序依次拧紧螺母。但不应一次就拧到计算值。应至少循环拧2～3次，以便垫片应力分布均匀。图3为本专利技术一个实施例的垫片螺母预紧安装顺序示意图。1.5检查其他装置、仪表是否正常。确保装置安放在没有低温汽化气体的位置。1.6按GB/T 19204-2003第7.1.5条穿戴好防护用品。注意：低温会有被冻伤，灼伤的可能。具体操作程序如下：2.1在常温及垫片公称压力下，使用氦气做初始试验，记录泄漏量。确保组件在合适条件下进行试验2.2将工装组件完全浸没于液氮中，保持30min～60min，确保工装完全冷透，各处温度稳定为止。测量工装组件各温度的均匀性。热电偶温度变化应在±5℃范围内。2.3在低温试验温度下，a)氦气加压至表3对应垫片最大允许测试值的增量值，待压力稳定后，保持900s。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种垫片的低温测试方法，其特征在于，包括以下步骤：将测试垫片设置在工装法兰的密闭空腔中，其中，所述工装法兰设置有用于通入惰性气体的气体进口以及用于收集泄漏惰性气体的气体出口，所述气体进口与测试垫片一侧的密闭空腔连通，所述气体出口依次通过气体收集腔、引流导管与测试垫片另一侧的密闭空腔连通；在常温及垫片公称压力下从所述气体进口通入惰性气体进行试验，记录从所述气体出口收集的惰性气体泄漏量；将工装法兰完全浸没于液氮中进行低温深冷测试，保持第一设定时间后，向所述气体进口中通入惰性气体加压至对应测试垫片最大允许测试值的增量值，待压力稳定后，保持第二设定时间，关闭惰性气体的进气阀，利用质谱仪真空嗅探法检漏测试惰性气体泄漏量，并将测得的惰性气体泄漏量与设定指标值进行比较。

【技术特征摘要】
1.一种垫片的低温测试方法，其特征在于，包括以下步骤：将测试垫片设置在工装法兰的密闭空腔中，其中，所述工装法兰设置有用于通入惰性气体的气体进口以及用于收集泄漏惰性气体的气体出口，所述气体进口与测试垫片一侧的密闭空腔连通，所述气体出口依次通过气体收集腔、引流导管与测试垫片另一侧的密闭空腔连通；在常温及垫片公称压力下从所述气体进口通入惰性气体进行试验，记录从所述气体出口收集的惰性气体泄漏量；将工装法兰完全浸没于液氮中进行低温深冷测试，保持第一设定时间后，向所述气体进口中通入惰性气体加压至对应测试垫片最大允许测试值的增量值，待压力稳定后，保持第二设定时间，关闭惰性气体的进气阀，利用质谱仪真空嗅探法检漏测试惰性气体泄漏量，并将测得的惰性气体泄漏量与设定指标值进行比较。2.根据权利要求1所述的垫片的低温测试方法，其特征在于，所述第一设定时间为30min～60min。3.根据权利要求1所述的垫片的低温测试方法，其特征在于，所述第二设定时间为900s。4.根据权利要求1所述的垫片的低温测试方...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾琦月，吴益民，孙李超，代永清，黄永刚，白改玲，张怡，高天喜，张鹏，
申请(专利权)人：中国寰球工程公司，
类型：发明
国别省市：北京;11