测定聚四氟乙烯垫片的压缩率和回弹率的试验

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聚四氟乙烯垫片是一种密封性能较好的材料,在加载过程中的变形特性可以补偿和平衡因缺陷、机械加工、刚性变形、安装错位等形成的误差,平衡预紧力的不均匀,这就形成了初始密封,从而能有效的解决复杂条件下各种设施的泄露问题。这一变形特性与与压缩率有很大关系,初始密封一旦形成后,在介质内压下,聚四氟乙烯垫的密封能力又主要取决于垫片的回弹能力或回弹率。因此压缩率和回弹率是评定聚四氟乙烯垫片质量优劣的力学性能指标。本文主要通过试验的方法测定聚四氟乙烯垫片的压缩率和回弹率。
1、试验装置
我们选用专用的聚四氟乙烯垫片压缩性能试验装置,示意图如下图1所示。
图1:聚四氟乙烯垫片压缩性能试验装置示意图
上图中:1.砧座 2.压头 3.位移传感器 4.重砣 5.支点 6.游砣 7.杠杆 8.操作盘 9.显示屏 10.打印机
2. 装置要求
(1)砧座的最小直径为31.7 mm,表面须经硬化及研磨处理,并且其硬度≥40HRC,表面粗糙度Ra≤1.6μm。
(2)压头为一个圆形的钢柱,直径为6.4mm,直径偏差为±0.025 mm,钢柱的末端须经硬化和研磨处理,其硬度和表面粗糙度要求同上
(3)位移传感器应能显示出试样在试验时的厚度,测量精度应≥0.002 mm。
(4)由压头和重砣施加的自重载荷为初载荷,其误差值应该≤±1%
(5)由游砣和杠杆组成的加载装置施加的载荷为主载荷,其误差值同样应该≤±1%,需要注意的是主载荷不包含规定的初载荷。
3.试样的选用
(1)试样选用的聚四氟乙烯垫片的形状为方形,面积为6.5cm2,厚度为1.5mm
(2)试样选取后应置于100℃±2℃的烘干箱内恒温干燥1 h后取出,放入干燥器中冷却待用。冷却到21℃~30℃
4.试验条件
试验需要在21℃~30℃的温度范围内进行。要求聚四氟乙烯垫片的初载荷为22.2N,主载荷为1090N,总载荷1112.2N。(注:总载荷为初载荷和主载荷之和)。同样适用于改性聚四氟乙烯垫片、柔性石墨复合垫片、石棉和非石棉橡胶垫片。但是对于膨胀(体)聚四氟乙烯垫片来说,初载荷和聚四氟乙烯垫片的一样,主载荷为545N,那么其总载荷为567.2N。
5.试验过程
(1)不放入试样,测定总载荷下压头的位移量,将此位移量的绝对值加到2.6的T2中,以此来修正系统产生的误差。
(2)将处理过的试样置于砧座的中间位置,施加初载荷并且保持15s,然后记录试样的厚度T1,其单位为mm。
(3)通过移动游砣来逐渐增加主载荷,使之在10s内达到总载荷值,并且保持60s,然后记录试样的厚度T2,其单位为mm。
(4)通过将游砣置于初始位置来卸除主载荷,并在60s后,记录初载荷作用下的试样厚度,也就是回弹后的试样厚度T3,其单位为mm。
(5)在同一款聚四氟乙烯垫片产品中,选取若干个试样,并随机抽取不少于三个试样进行试验。
6.试验结果及计算
将试验中记录的结果,按照以下两个公式计算聚四氟乙烯垫片的压缩率和回弹率。
公式中,T1表示试样在初载荷下的厚度,T2为试样在总载荷下的厚度,T3为试样在返回至初载荷下的厚度。T1 T2 T3的单位均为mm.
试验的结果为全部试验次数结果的平均值作为最终试验结果。