专利名称：一种密封材料防粘性能的检测装置及检测方法
技术领域：
本发明涉及一种密封材料防粘性能检测装置及检测方法
背景技术：
密封材料主要应用于机械设备、过程管道的密封，如汽车发动机、空气压缩机、水泵和压力容器等。随着应用设备的长期运转，设备连接处的密封材料在实际工况条件下可能因各种原因而出现失效，导致设备的非正常运转。因此失效的密封材料需要更换。此时就要求密封材料具有良好的防粘性能，以便在设备的拆装和密封件的更换过程中，不容易出现与法兰表面发生粘结的情况，而有碍工人的维修操作。
为方便设备的维护，不同的设备连接处对与之相接触的密封材料的防粘性能有不同的要求，因此密封材料厂家在生产过程中必须优化产品的防粘性能。在有关密封材料防粘性能的评价过程中，对材料之间粘结力的检测方法有GB/T20671. 6-2006、ISO 8510-2 1990(同 GB/T15254-94)、IS0 816-1974(同 GB 7760-87) ,ASTM D4541 (同 ISO 4624)以及ASTM D903-98等。其中GB/T20671. 6-2006 “垫片材料与金属表面粘附性试验方法”中描述的试验方法采用蠕变松弛装置及拉力机，其试验条件(如法兰加载压力、时间等)单一，且操作复杂，不能很好地反映材料实际应用工况下的防粘效果。国际上在橡胶行业应用的类似的检测标准有 ISO 8510-2 :1990(同 GB/T 15254-94)和 ISO 816-1974(同 GB 7760-87)。这两个实验标准均涉及硫化橡胶与金属表面粘结剥离的试验，主要侧重于剥离力的测定。它们均采用拉力机作为实验的主要仪器，该实验要求拉力机的拉力测量范围适宜，并保证试样夹持器能以固定速度匀速对试样施加拉应力，而不能有效评价密封材料与金属法兰之间的粘结力。美国标准ASTMD4541(同ISO 4624)以及ASTM D903-98等主要是针对色漆粘附力撕开或者胶黏剂粘结抗剥落强度的测试。对于密封材料的防粘性质来说，其最理想的效果是在实际工况运行条件下能防止材料与法兰表面之间的相互黏结，而当密封材料发生失效后，能方便其拆装与更换。
发明内容
针对现有方法存在的不足，本发明的目的是提供一种方便、灵活、操作简单，结果能够直观评价的密封材料防粘性能的检测装置及检测方法。为有效评价密封材料的防粘效果，本发明处理条件较灵活，可依据材料实际应用工况，灵活改变操作条件，如法兰的压力，法兰的材质，加速老化的时间以及温度等。同时对工厂中优化防粘涂料配方、防粘剂使用量等提供了很好的指导作用。工厂可以根据密封材料的应用工况要求，有针对性地改变密封材料的防粘效果。因此本发明对工厂具有较好的头用性。本发明提出了一种密封材料防粘性能的检测装置，包括支架，其特征在于，通过螺栓将法兰固定槽固定在支架的上表面，法兰组件中的下法兰通过定位销固定在法兰固定槽中，法兰组件还包括上法兰，上法兰通过钢丝绳悬挂于连接环上，连接环通过滑轮组与托盘相连，密封材料放置于上法兰和下法兰之间。
本发明提出一种密封材料防粘性能的检测方法，包括以下步骤
步骤一将经过防粘处理的密封材料冲压成一定面积的同心环；
步骤二 将下法兰套上螺栓后固定到台钳上，然后将准备好的同心环密封材料套上螺栓置于下法兰上，接着穿过螺栓套上上法兰，使两法兰中心通过螺栓拧紧连接，用扭矩扳手加载至预定扭力。两分钟内如果扭矩下降，再次拧紧至目标扭力以补偿材料的初始蠕变；
步骤三将组装好的法兰-材料组件放置于在一定预设温度下的高温箱内进行处理，达到规定时间后取出，自然冷却至室温；
步骤四将冷却后的法兰-材料组件中的下法兰用定位销固定于下法兰固定槽中，用扭力扳手将连接螺栓卸下，随后将四个连接环依次拧紧至上法兰上，用一整条钢丝绳交错缠绕，将四个连接环同时勾住，钢丝绳的另一端通过滑轮组连接着一定质量的托盘；
步骤五逐步向托盘上加载一定质量的砝码，直至上下法兰与所测材料分离；
步骤六记录上下法兰与所测材料分离时的砝码总质量，通过法兰与材料分离时砝码质量的大小来评价材料的防粘性能。
因此本发明所述的实验方法及其装置，操作简单，实验仪器造价低廉。
图I为本发明的密封材料防粘性能的检测装置示意图。
具体实施例方式
对于本发明提出的密封材料防粘性能的检测装置及检测方法，下面结合附图做详细说明
密封材料防粘性能检测装置，包括支架，通过螺栓4将法兰固定槽3固定在支架的上表面，法兰组件中的下法兰通过定位销6固定在法兰固定槽3中，法兰组件还包括上法兰 2，上法兰2通过钢丝绳11悬挂于连接环7上，连接环7通过滑轮组与托盘9相连，密封材料I放置于上法兰2和下法兰之间。支架最好由U型钢焊接而成。
此外，在加载砝码的时候，为了使法兰能够均匀受力，本发明将连接环7的数量设为四个，各个连接环之间按照90°的间隔均匀分布，且每个连接环上均开有小口。使用一条钢丝绳穿过所有小口，这样可通过法兰自重使其自动找正，从而使上法兰的受力方向与法兰面垂直。
法兰的具体安装方式为上下法兰中心均有直径相同的螺纹通孔，上法兰表面均匀分布有四个螺纹孔，下法兰侧面上均匀分布与下法兰固定槽相对应的卡槽。
测量方法如下
步骤一将待测样品I冲压成外径44mm，内径32mm的同心环。冲压样品应尽量减少其毛边。
步骤二 将螺栓固定在台钳上，然后套上下法兰2，再将冲压好的同心环材料I穿过螺栓平放放于下法兰的中心，再安装上法兰2，使上下法兰保持平行，最后通过螺栓固定连接。使用扭力扳手加载至45牛顿 米的扭力。二分钟后若扭力下降，则再次加载至45牛顿·米的扭力以补偿材料的初始螺变。
步骤三取下组装好的法兰-材料组件，然后放置于高温箱内，高温箱的温度设置为130°C，烘24小时后取出，自然冷却至室温。步骤四将冷却后的法兰-材料组件通过固定销6固定于下法兰固定槽3上，用扭力扳手将连接螺栓卸下。将四个连接环7依次连接到上法兰2均匀分布的四个螺纹孔中。为保证上法兰受力与法兰面垂直，选用一整条钢丝绳11交错缠绕，将四个连接环同时勾住；钢丝绳11另一端通过滑轮组8连接托盘9，通过托盘9将钢丝绳张紧。步骤五逐步将等质量的砝码10慢慢加载于托盘9上，直至上下法兰2与同心环密封材料I分离。步骤六记录上下法兰2分离时砝码10的总质量。依据法兰2分开时，砝码10的总质量来评价密封材料与法兰之间的粘结力。砝码10的总质量越大，表明密封材料与法兰界面之间的结合力越大，从而说明密封材料防粘处理的效果越差。反之亦然。在步骤二中，为降低由于螺纹副之间的摩擦造成法兰-材料组件之间的压力不一致的状况，在使用螺栓前，最好在螺纹的表面均匀的涂上二硫化钥润滑剂。
权利要求
1.一种密封材料防粘性能的检测装置，包括支架，其特征在于，通过螺栓⑷将法兰固定槽(3)固定在支架的上表面，法兰组件中的下法兰通过定位销(6)固定在法兰固定槽(3) 中，法兰组件还包括上法兰(2)，上法兰(2)通过钢丝绳(11)悬挂于连接环(7)上，连接环(7)通过滑轮组与托盘(9)相连，待测密封材料⑴放置于上法兰(2)和下法兰之间。
2.如权利要求I所述的检测装置，其特征在于，所述支架由U型钢焊接而成。
3.如权利要求I所述的检测装置，其特征在于，连接环(7)数量为四个，按照90°的间隔均布，每个连接环均开有小口。
4.如权利要求I所述的检测装置，其特征在于，所述上下法兰中心均有同一直径的螺纹通孔，上法兰表面均匀分布四个螺纹孔，下法兰侧面上均匀分布与下法兰固定槽相对应的卡槽。
5.一种使用权利要求1-4所述的检测装置进行的密封材料防粘性能检测方法，包括如下步骤步骤一将经过防粘处理的密封材料(I)冲压成一定面积的同心环；步骤二 将下法兰套上螺栓后固定到台钳上，然后将准备好的同心环密封材料套上螺栓放置于下法兰上，接着通过螺栓套上上法兰，使两法兰中心通过螺栓拧紧连接，用扭矩扳手加载至预定扭力，两分钟内如果扭矩下降，再次拧紧至目标扭力，以补偿材料的初始蠕变；步骤三将组装好的法兰_材料组件放置于在一定预设温度下的高温箱内进行处理， 达到规定时间后取出，自然冷却至室温；步骤四将冷却后的法兰-材料组件中的下法兰用定位销固定于下法兰固定槽中，用扭力扳手将连接螺栓卸下，随后将四个连接环用一整条钢丝绳交错缠绕，将四个连接环同时勾住，钢丝绳的另一端通过滑轮组连接着一定质量的托盘；步骤五逐步向托盘上加载一定质量的砝码，直至上下法兰与所测材料分离；步骤六记录上下法兰与所测材料分离时的砝码总质量，通过法兰与材料分离时砝码质量的大小来评价材料的防粘性能。
6.如权利要求5所述的防粘性能检测方法，其特征在于，所述的密封材料为纤维复合密封材料、橡胶类密封材料。
7.如权利要求I所述的防粘性能检测方法，其特征在于，所述的同心环，其外径小于法兰外径，内径大于螺栓直径。
8.如权利要求5所述的防粘性能检测方法，其特征在于，在紧固螺栓前，在螺纹的表面可涂适当的固体润滑剂。
9.如权利要求8所述的固体润滑剂，其特征在于，所述润滑剂为石墨或者二硫化钥。
10.如权利要求5所述的防粘性能检测方法，其特征在于，所述组装好的法兰_材料组件在高温箱中，处理条件为温度100至200°C，时间I到36小时。
全文摘要
本发明公开了一种密封材料防粘性能的检测装置及检测方法。该密封材料防粘性能检测装置包括上法兰、下法兰、下法兰固定槽、固定销、螺栓、支架、连接环、钢丝绳、滑轮组，托盘以及砝码。该检测方法过程包括将密封材料冲压成同心环，放置于同等规格的法兰之间，使用扭矩扳手对连接螺栓施加预定的扭矩，之后放置于高温箱内进行处理，达到规定时间后取出，冷却至室温。最后卸掉连接螺栓，将螺栓垫片组合件安装于检测装置中，利用杠杆原理，通过加载一定质量的砝码将法兰与垫片分离开。该检测设备造价低廉，检测方法简单易行，试验结果评价直观，大大提高了实验效率。本发明适用于含橡胶类密封材料的防粘检测。
文档编号G01N19/04GK102937571SQ201210454849
公开日2013年2月20日 申请日期2012年11月14日 优先权日2012年11月14日
发明者李红, 文卓, 羡羽佳, 庄金风 申请人:中国制浆造纸研究院