本发明专利技术涉及一种测试拉伸状态密封材料高压气体渗透性的装置及应用，该装置包括：密封盒，用于放置密封材料试样(8)；拉伸机构，用于拉伸密封材料试样(8)；渗透气体测量机构，用于测试密封材料试样(8)的气体渗透系数；所述的拉伸机构夹设于密封材料试样(8)两端，所述的渗透气体测量机构包括分别位于密封材料试样(8)两面的气体进入单元和气体接收单元，所述的气体接收单元设有监测气体的信号组件，该装置可用于测试拉伸状态下密封材料高压气体渗透性能。与现有技术相比，本发明专利技术具有安全高效，可获得不同拉伸状态下密封材料的高压气体渗透性系数等优点。透性系数等优点。透性系数等优点。
【技术实现步骤摘要】
一种测试拉伸状态密封材料高压气体渗透性的装置及应用
[0001]本专利技术涉及压力容器测试领域，具体涉及一种测试拉伸状态密封材料高压气体渗透性的装置及其应用。
技术介绍
[0002]现有的储气容器内通常会铺设一层密封材料防止储存的高压空气发生泄漏。然而，在高压空气的作用下，密封材料仍然可能会发生透气进而引起空气泄漏问题，同时密封材料还会沿容器环向方向发生拉伸变形，这可能进一步地加速空气泄漏问题。因此，想要评价密封材料是否可以在储气容器中使用，必须要评价密封材料在储气容器中的透气程度，也就有必要准确地获取高压、拉伸状态下密封材料的气体渗透性能数据。
[0003]目前，用于测试密封材料气体渗透性能的核心仪器是密封盒(渗透盒)，其功能是实现对密封材料密封、维持高压气体从高压室透过密封材料试样到低压室的渗透过程。目前商用的气体渗透仪的试验压力一般是0.1MPa，不能满足高压测试的要求。如果直接采用商用的密封盒进行高压测试，在连接出口处低压室的密封材料试样将无法承受测试的高压(设计压力：10MPa)，气体将直接穿透试样进入低压室，因此需要对低压侧进行改造。一种可行的改进方法是在低压侧放置多孔烧结不锈钢板以支撑试样，测试开始时，高压气体通过进气口进入密封盒，透过试样、滤纸和多孔烧结不锈钢板进入低压室。试样依靠多孔板的支撑不会发生压穿破坏。但是该改进方法同时对多孔烧结不锈钢板的透气性能和强度性能要求均较高，多孔烧结不锈钢板性能对试验结果影响较大，因此有必要对现有试验装置中高压密封盒的多孔烧结不锈钢板结构进行了进一步的改进。
[0004]现有的测试方法和试验装置不能测试拉伸状态下密封材料的高压气体渗透性能。考虑到储气容器实际服役环境，储气容器内部储存的高压空气会对洞壁施加高内压，使得密封层也会在环向方向发生拉伸变形，因此，有必要对现有测试方法和试验装置进行改进，以获得拉伸状态下密封材料的高压气体渗透性能。
[0005]高压测试的设计压力一般在10MPa左右，测试低压室的压力时，若采用上限为10MPa的高压传感器，其测试精度为1kPa，远远大于实际测试中的压力变化，容易出现低压室的压力值长时间未发生变化的情况；若采用量程较小的压力传感器(如1kPa～10Pa)，一旦测试过程中试样在高压作用下突然发生破裂，低压室的压力就会急剧增加至高压室的10MPa，破坏压力传感器。因此，有必要对低压室的压力测试方法及试验装置中的压力测试系统进行改进。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷的至少一个而提供一种在模拟实际服役环境的高压、拉伸状态条件下，能够测试密封材料气体渗透性能的测试拉伸状态密封材料高压气体渗透性的装置及其应用。
[0007]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0008]一种测试拉伸状态密封材料高压气体渗透性的装置，该装置包括：
[0009]密封盒，用于放置密封材料试样；
[0010]拉伸机构，用于拉伸密封材料试样；
[0011]渗透气体测量机构，用于测试密封材料试样的气体渗透系数；
[0012]所述的拉伸机构夹设于密封材料试样两端，所述的渗透气体测量机构包括分别位于密封材料试样两面的气体进入单元和气体接收单元，所述的气体接收单元设有监测气体的信号组件。
[0013]进一步地，所述的气体进入单元包括高压进气口和高压室，所述的进气口一端与高压室相连，另一端与高压气瓶连接，所述的高压室一端与高压室相连，另一端与密封材料试样抵接。
[0014]进一步地，所述的气体接收单元还包括低压室和低压出气口，所述的低压室一端与低压出气口相连，另一端与密封材料试样抵接，所述的低压出气口一端与低压室相连，另一端与信号组件连接。
[0015]进一步地，所述的低压室和密封材料试样之间还设有相互抵接的滤纸和透气多孔板，所述的滤纸与密封材料试样抵接，所述的透气多孔板与低压室抵接。
[0016]应根据试验实际情况，对透气多孔板的强度进行验算，以保证密封材料试样依靠透气多孔板的支撑不会发生压穿破坏。
[0017]进一步地，所述的透气多孔板沿厚度方向开设有贯穿的小孔，透气多孔板上靠近密封材料试样的一面沿径向开设有连通小孔的凹槽，透气多孔板上远离密封材料试样一面的周边设有凸缘。
[0018]贯穿的小孔可保证低压室与密封材料试样气压一致，凹槽可连通沿线上的小孔，以避免发生部分小孔堵塞的情况，凸缘可保证透气多孔板下表面容易与低压室连通。
[0019]进一步地，所述的信号组件包括气管、有色液滴和刻度尺；所述的气管与气体接收单元相连，所述的有色液滴位于气管内，所述的刻度尺位于气管上。
[0020]将气管水平放置，并利用刻度尺读取气管内有色液滴移动距离，得到不同时刻的有色液滴移动距离，并测算得到密封材料试样的渗透系数。
[0021]进一步地，所述的密封盒包括通过连接螺栓连接的装置上板和装置下板，所述的密封材料试样位于装置上板和装置下板之间。高压室和低压室也位于密封盒的空间范围内。高压室的体积应大于25ml，以减少测试过程中高压室的压力损失；同时尽可能减小低压室的体积，有助于增加低压侧压力变化程度，以便测试仪器更敏感地测出结果。
[0022]进一步地，所述的密封盒内还设有密封橡胶块，该密封橡胶块位于密封材料试样的表面。保证在不同拉伸荷载作用下，密封盒均能保证与外界空气保持隔离。
[0023]进一步地，所述的拉伸机构包括相互连接的夹具和轴套，所述的夹具与密封材料试样的两端通过螺钉固定，所述的轴套与万能试验机连接。
[0024]一种如上所述测试拉伸状态密封材料高压气体渗透性的装置的应用，该装置用于测试拉伸状态下密封材料高压气体渗透性能，包括以下步骤：
[0025](1)密封材料试样准备：根据试验装置尺寸制作密封材料试样，并预留拉伸机构所需的夹持长度；
[0026](2)试样拉应变加载：启动开万能试验机，施加预定拉应变，比如10％；
[0027](3)试样安装：将密封材料试样固定于密封盒内；
[0028](4)低压室冲刷：将外部高压气瓶的高压管线连接到低压出气口，拧开气瓶气阀后再拧开减压阀调至适当压力，对低压室进行冲刷，尽量排出原有空气；
[0029](5)高压室冲刷：同上述步骤对高压室进行冲刷，保证密封盒完全密封；
[0030](6)高压气体通入：通过高压进气口向高压室冲入高压气体至预定值，比如10MPa；
[0031](7)开始试验：开启渗透气体测量机构，读取气管内有色液滴初始读数，并记录室内温度，每1个小时读取有色液滴刻度及室内温度，待有色液滴数据变化稳定并持续读数一段时间后结束试验；
[0032](8)试验结果：平衡密封盒内外压差，取出试样，将气管中有色液滴的移动距离换算成从高压室透过密封材料试样进入低压室的气体体积，从而计算出密封材料试样的气体渗透系数。
[0033]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0034本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种测试拉伸状态密封材料高压气体渗透性的装置，其特征在于，该装置包括：密封盒，用于放置密封材料试样(8)；拉伸机构，用于拉伸密封材料试样(8)；渗透气体测量机构，用于测试密封材料试样(8)的气体渗透系数；所述的拉伸机构夹设于密封材料试样(8)两端，所述的渗透气体测量机构包括分别位于密封材料试样(8)两面的气体进入单元和气体接收单元，所述的气体接收单元设有监测气体的信号组件。2.根据权利要求1所述的一种测试拉伸状态密封材料高压气体渗透性的装置，其特征在于，所述的气体进入单元包括高压进气口(4)和高压室(6)，所述的进气口(4)与高压气瓶连接，所述的高压室(6)与密封材料试样(8)抵接。3.根据权利要求1所述的一种测试拉伸状态密封材料高压气体渗透性的装置，其特征在于，所述的气体接收单元还包括低压室(7)和低压出气口(5)，所述的低压室(7)与密封材料试样(8)抵接，所述的低压出气口(5)与信号组件连接。4.根据权利要求3所述的一种测试拉伸状态密封材料高压气体渗透性的装置，其特征在于，所述的低压室(7)和密封材料试样(8)之间还设有相互抵接的滤纸(9)和透气多孔板(10)，所述的滤纸(9)与密封材料试样(8)抵接，所述的透气多孔板(10)与低压室(7)抵接。5.根据权利要求4所述的一种测试拉伸状态密封材料高压气体渗透性的装置，其特征在于，所述的透气多孔板(10)沿厚度方向开设有贯穿的小孔(101)，透气多孔板(10)上靠近密封材料试样(8)的一面沿径向开设有连通小孔(101)的凹槽(102)，透气多孔板(10)上远离密封材料试样(8)一面的周边设有凸缘(103)。6.根据权利要求1所述的一种测试拉伸状态密封材料高压气体渗透性的装置，其特征在于，所述的信号组件包括气管(15)、有色液滴(14)和刻度尺(16)；所述的气管(15)与气体接收单元相连，所述的有色液滴(14)位于气管(15)内，所述的刻度尺(16)位于气管(15)上。7.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：夏才初，周瑜，龚辉，田凯旋，刘宇鹏，周舒威，张平阳，徐晨，冉艳霞，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：
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