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非石棉橡胶垫片老化损伤分析

浏览次数:417发布日期:2016-09-14
   非石棉橡胶垫片在氧气及高温等外在因素影响下出现开裂等导致垫片密封特性降低的现象可以看作是一种老化损伤,一般可以分为非石棉纤维失效、基体脆裂以及界面相脱黏几种形式。垫片材料老化损伤过程中各种损伤形式互相作用、相互影响,所以需要适当的损伤变量来描述。
  老化损伤变量的确定
  非石棉垫片橡胶基体在氧气和高温作用下的损伤一直贯穿垫片整个服役过程,随着损伤的进行,垫片密度降低、致密度下降、橡胶基体加速开裂、气孔等缺陷增加、缝隙率加大;此外损伤还会影响垫片材料橡胶基体的挤压特性,降低其填补垫片内部细小缝隙的能力,使得垫片抗介质渗透能力降低。非石棉垫片的密度变化能直接反映出基体的损伤状况,且呈单调变化,所以可考虑用作反映垫片损伤的变量。
  非石棉橡胶垫片的一个重要组分,在高温下作用非石棉纤维逐步老化将导致其对基体增强能力减弱,垫片抗拉伸强度亦随之降低。垫片抗拉伸强度可分为横向抗拉强度以及纵向抗拉强,其中横向抗拉强度的变化在一定程度上反映了非石棉纤维老化对垫片材料的损伤。大量研究表明横向抗拉强度随增强纤维的老化单向变化而且测试方便,故也可考虑用作反映垫片损伤程度的另一变量。
  垫片横向抗拉强度与其密度的乘积作为垫片的老化损伤变量,用老化损伤系数来体现垫片损伤程度。老化损伤系数定义为老化损伤前后损伤变量损失量与损伤变量之间的比值。因为垫片老化损伤过程中垫片体积变化很小,采用垫片材料的质量代替其密度。
  非石棉橡胶垫片的横向抗拉升强度与密度的乘积作为损伤变量,通过实验研究了非石棉橡胶垫片老化损伤与温度及时间的关系以及其对垫片密封性能的影响,主要得到了以下结论:
  (1)非石棉橡胶垫片在工作期间,不可避免的要受到热氧老化作用,使垫片整体特性降低,降低幅度与温度及时间有关。
  (2)垫片老化损伤程度随温度及时问的增大而增大。
  (3)利用老化损伤系数来反映垫片老化损伤的程度,对于高特性的密封复合材料的开发、特性评价以及保证安全生产具有一定的现实意义。
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