o形圈压缩永久变形检测-ag真人平台

o形圈压缩永久变形检测技术研究

摘要
压缩永久变形是评价o形圈密封制品在持续压缩状态下弹性恢复能力的关键性能指标，直接关系到密封系统的长期可靠性与使用寿命。本文系统阐述了o形圈压缩永久变形的检测项目、方法原理、应用范围、标准规范及检测仪器，为相关产品的质量控制与性能评估提供技术依据。

一、检测项目与方法原理

压缩永久变形检测的核心是通过测量o形圈在规定的温度、时间内经受恒定压缩后，其残余变形量占原始压缩量的百分比。该百分比值越小，表明材料的弹性恢复能力越好，抗老化性能越佳。

主要的检测方法及原理如下：

1. 标准试验方法：此方法为常用和标准化的程序。

   • 原理：将o形圈试样（通常为规定尺寸的圆环）置于专用的压缩夹具中，使其截面直径被压缩至一个预定的比率（通常为25%）。随后，将整个夹具放入规定温度的恒温箱中，保持规定的时间。到达时间后，取出夹具并迅速移至冷却平台，在规定时间内（如室温下冷却30分钟）卸下试样。测量试样自由恢复后的高度（或厚度），通过公式计算其压缩永久变形率。

   • 计算公式：c = [(t0 - t1) / (t0 - tn)] × 100%

     • c：压缩永久变形率（%）

     • t0：试样原始高度（mm）

     • t1：试样试验后自由恢复的高度（mm）

     • tn：试样在压缩夹具中的限制高度（mm）

2. 应力松弛测试（间接法）：此方法更侧重于研究材料在压缩状态下密封力的衰减情况。

   • 原理：将o形圈试样置于一个可测量反作用力的装置中并施加压缩。在恒定压缩率和恒定温度下，连续或间隔测量其密封力随时间的变化。通过密封力的衰减率来间接表征材料的永久变形趋势。虽然不直接给出变形率数值，但对于评估动态密封或需要恒定预紧力的应用场景更具工程意义。

3. 高温与低温压缩永久变形测试：

   • 原理：基本流程与标准试验方法一致，但测试温度范围更广。高温测试用于评估材料在热老化条件下的性能保持率，是汽车、航空航天等领域的关键测试。低温测试则用于评估材料在低温环境下弹性是否会丧失，常用于寒冷环境或制冷设备中的密封件。

二、检测范围与应用需求

o形圈压缩永久变形性能的检测覆盖了几乎所有使用橡胶密封件的工业领域。

1. 汽车工业：

   • 发动机系统：气缸垫、油底壳垫等，需在高温机油和长期振动下保持密封。

   • 燃油系统：燃油喷射器、油箱密封，要求耐燃油且变形小。

   • 制动系统：刹车助力器密封，对安全性和可靠性要求极高。

   • 冷却系统：水泵密封，需耐冷却液和温度循环。

   • 新能源汽车：电池包冷却系统、电机密封等，对高温耐久性有特定要求。

2. 航空航天：

   • 液压系统、燃油系统、舱门密封等，要求材料在极端温度（-55°c至200°c以上）、高真空及各种介质环境下具有极低的压缩永久变形率和卓越的长期稳定性。

3. 石油化工与能源：

   • 阀门、管道法兰、反应釜的密封，需耐受各种化学介质（酸、碱、烃类）的同时，在高压和高温下保持弹性。

4. 电子与电气：

   • 密封接线盒、连接器密封圈，要求材料在长期压缩下能有效防尘、防水（如ip等级防护）。

5. 医疗器械：

   • 消毒设备、输液泵、呼吸机等设备中的密封件，需经受反复高温蒸汽灭菌或化学消毒，且不能因永久变形而失效。

三、检测标准与规范

为确保检测结果的可比性和性，测试必须遵循相关的、或行业标准。

1. 标准：

   • iso 815-1:2014：橡胶，硫化或热塑性 - 恒定形变下压缩永久变形的测定 - 第1部分：在常温、高温或低温条件下。这是上广泛接受的标准。

   • iso 815-2:2014：第2部分：在低温条件下。

   • astm d395-18：橡胶性能 - 标准试验方法 - 压缩永久变形。美国材料与试验协会标准，与iso标准在原理上相似，但在试样尺寸、压缩率等细节上可能存在差异。

2. 标准：

   • gb/t 7759.1-2015：硫化橡胶或热塑性橡胶 压缩永久变形的测定 第1部分：在常温、高温或低温条件下。此标准等同采用iso 815-1:2014。

   • gb/t 7759.2-2014：硫化橡胶或热塑性橡胶 压缩永久变形的测定 第2部分：在低温条件下。此标准等同采用iso 815-2:2014。

这些标准详细规定了试样的制备、尺寸、压缩夹具的要求、试验温度、持续时间、恢复时间以及结果计算方法，是进行检测的强制性技术文件。

四、检测仪器与设备功能

完成压缩永久变形测试需要一套专门的仪器系统。

1. 压缩永久变形夹具：

   • 功能：核心装置，用于以恒定的压缩率固定o形圈试样。通常由平行的限制板（或带有限制柱的板）和螺栓组成，确保所有试样在测试过程中受到均匀一致的压缩。夹具的材质需耐高温、耐腐蚀，通常为不锈钢或阳极氧化铝。

2. 高温恒温箱（烘箱）：

   • 功能：提供并维持测试所需的高温环境。要求箱内温度均匀性高（通常要求在±1°c或±2°c以内），控温精确，并具备强制空气循环功能以确保温度场稳定。对于需要程序控温的测试，应具备可编程功能。

3. 低温恒温箱（冷箱）：

   • 功能：提供并维持测试所需的低温环境。同样要求良好的温度均匀性和控制精度。

4. 厚度测量仪器：

   • 功能：用于精确测量试样试验前后的高度（厚度）。通常使用立式厚度计或数字式百分表，测量头为平头，施加的压力需符合标准规定（如gb/t 5723），以确保测量结果的准确性和重复性。测量精度通常要求达到0.01mm。

5. 辅助工具：

   • 功能：包括试样裁切器（用于制备标准试样）、秒表（用于计时）、冷却平台（用于试验后试样的快速冷却和恢复）等。

结论

o形圈的压缩永久变形检测是评估其材料配方、生产工艺及终使用性能不可或缺的一环。通过严格遵循标准化的测试方法，利用精密的检测仪器，可以准确预测o形圈在特定工况下的密封寿命和可靠性，为产品设计、材料选择和质量控制提供至关重要的数据支持。随着新材料和新应用领域的不断涌现，对该项检测技术的理解和应用也将持续深化和发展。