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石棉橡膠墊片在氧氣及高溫等外在因素影響下出現(xiàn)開裂等導(dǎo)致墊片密封特性降低的現(xiàn)象可以看作是一種老化損傷,一般可以分為非石棉纖維失效、基體脆裂以及界面相脫黏幾種形式。墊片材料老化損傷過程中各種損傷形式互相作用、相互影響,所以需要適當(dāng)?shù)膿p傷變量來描述。
老化損傷變量的確定
非石棉墊片橡膠基體在氧氣和高溫作用下的損傷一直貫穿墊片整個(gè)服役過程,隨著損傷的進(jìn)行,墊片密度降低、致密度下降、橡膠基體加速開裂、氣孔等缺陷增加、縫隙率加大;此外損傷還會(huì)影響墊片材料橡膠基體的擠壓特性,降低其填補(bǔ)墊片內(nèi)部細(xì)小縫隙的能力,使得墊片抗介質(zhì)滲透能力降低。非石棉墊片的密度變化能直接反映出基體的損傷狀況,且呈單調(diào)變化,所以可考慮用作反映墊片損傷的變量。
非石棉橡膠墊片的一個(gè)重要組分,在高溫下作用非石棉纖維逐步老化將導(dǎo)致其對(duì)基體增強(qiáng)能力減弱,墊片抗拉伸強(qiáng)度亦隨之降低。墊片抗拉伸強(qiáng)度可分為橫向抗拉強(qiáng)度以及縱向抗拉強(qiáng),其中橫向抗拉強(qiáng)度的變化在一定程度上反映了非石棉纖維老化對(duì)墊片材料的損傷。大量研究表明橫向抗拉強(qiáng)度隨增強(qiáng)纖維的老化單向變化而且測(cè)試方便,故也可考慮用作反映墊片損傷程度的另一變量。
墊片橫向抗拉強(qiáng)度與其密度的乘積作為墊片的老化損傷變量,用老化損傷系數(shù)來體現(xiàn)墊片損傷程度。老化損傷系數(shù)定義為老化損傷前后損傷變量損失量與損傷變量之間的比值。因?yàn)閴|片老化損傷過程中墊片體積變化很小,采用墊片材料的質(zhì)量代替其密度。
非石棉橡膠墊片的橫向抗拉升強(qiáng)度與密度的乘積作為損傷變量,通過實(shí)驗(yàn)研究了非石棉橡膠墊片老化損傷與溫度及時(shí)間的關(guān)系以及其對(duì)墊片密封性能的影響,主要得到了以下結(jié)論:
(1)非石棉橡膠墊片在工作期間,不可避免的要受到熱氧老化作用,使墊片整體特性降低,降低幅度與溫度及時(shí)間有關(guān)。
(2)墊片老化損傷程度隨溫度及時(shí)問的增大而增大。
(3)利用老化損傷系數(shù)來反映墊片老化損傷的程度,對(duì)于高特性的密封復(fù)合材料的開發(fā)、特性評(píng)價(jià)以及保證安全生產(chǎn)具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。