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可溶性聚四氟乙烯密封圈压缩量检漏

    试验研究了可溶性聚四氟乙烯密封圈压缩量、检漏时间等因素对密封性能的影响;利用数值模拟方法研究了氦气在可溶性聚四氟乙烯密封圈中的渗透过程及密封圈尺寸对该过程的影响;分析探讨了含氦渗透率较高材料容器的检漏问题。研究结果表明,试验中容器检漏测得的漏率主要是可溶性聚四氟乙烯密封圈对氦气的渗透产生的,充氦到检漏之间的时间过长使得氦渗透漏率较大,导致容器的漏率不能满足设计指标;缩短充氦到读取检漏值的时间,在氦气还未渗透通过密封圈前就检漏可获得界面、漏孔泄漏导致的漏率,增大密封圈渗透方向的厚度可显著增加该时间。可溶性聚四氟乙烯材料具有优良的耐蚀性、耐候性、化学稳定性,并且不沾、无毒、无污染,被称为“塑料之王”,是一种较好的密封材料,广泛应用于国防、航空航天、医学、石油化工、电子、机械等许多领域的密封装置上。同时,可溶性聚四氟乙烯材料还具有优良的耐辐照性、氚相容性以及对氚的低渗透率性,因此也广泛应用于含氚系统的密封。在某含氚部件的包装容器中采用了可溶性聚四氟乙烯材料作为密封圈,在生产过程中发现包装容器的整体氦漏率不满足要求。为分析该问题产生的原因,开展了密封圈密封性能试验,研究了可性聚四氟乙烯密封圈压缩量、检漏时间等因素对密封性能的影响,并利用数值模拟方法研究了氦气在可溶性聚四氟乙烯密封圈中的渗透过程及密封圈尺寸对该过程的影响,探讨了含氦渗透率较大的密封材料的氦检漏问题。设计了如图1所示的模拟容器用于测试密封圈的密封性能。模拟容器的法兰密封结构及容积与产品包装容器完全相同,为了尽量减少其它因素的干扰,模拟容器上盖为非焊接全金属结构,容器与外部的气路连接采用金属垫密封,阀门为全金属两通手动阀。氦检漏检测表明,该模拟容器的标准漏率(不含密封圈)小于1×10-10Pa·m3/s,排除了容器本身的泄漏问题。可溶性聚四氟乙烯密封圈可溶性聚四氟乙烯密封圈由三种外购的可溶性聚四氟乙烯棒料加工而成,以A、B、C表示,其尺寸均为外径Φ178mm、内径Φ170mm、厚度3mm。通过测量模拟容器上下法兰的间隙变化来确定可溶性聚四氟乙烯密封圈的压缩量,模拟容器装配好后,其内部抽真空后充入0.05MPa的氦气,然后将模拟容器装入检漏容器中,采用压力真空室法对模拟容器进行整体漏率检测,具体测试方法、步骤和条件均依据国军标GJB/Z221-2005《军用密封元器件检漏方法实施指南》。检漏仪为美国瓦里安PR02型氦质谱检漏仪,检漏时采用瑞士安维CL004标准漏孔进行标定。www.tianjiexiangsu.com

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