城市燃氣管道密封圈橡膠材料老化程度測試與剩余壽命預測的研究.pdf

1、管道輸氣是普遍采用的燃氣輸配方式。隨著國民經(jīng)濟和城市化建設的發(fā)展，燃氣管道逐漸成為現(xiàn)代城市重要的基礎設施。隨著“西氣東輸”等工程的完成，管線沿線城市燃氣管線開始由輸送濕式人工煤氣向輸送天然氣轉(zhuǎn)變。與人工煤氣相比，天然氣濕含量少且不含芳香烴。由于管線老化、輸送介質(zhì)變化及其他原因的影響，燃氣管道泄漏事故頻發(fā)且有逐步上升的趨勢，其中橡膠密封圈老化失效是導致燃氣管線泄漏的重要原因。 本文結(jié)合杭州市燃氣管道的實際情況，通過試驗研究和理論分

2、析，對燃氣管道密封圈橡膠材料老化程度和剩余壽命進行了較為深入的研究。主要工作為： (1)密封圈橡膠材料老化過程中物理性能變化規(guī)律的研究。對DN150mm、DN300mm、DN400mm、DN500mm等幾種規(guī)格的新舊密封圈橡膠材料進行物理性能測試并作比較，結(jié)果表明：使用一段時間后，橡膠的硬度和壓縮彈性模量上升；拉伸強度、扯斷伸長率、常溫壓縮永久變形和壓縮應力松弛百分率降低。這些物理性能的變化導致了密封性能下降，但它們?nèi)栽谙鄳獦藴?/p>

3、的許可范圍內(nèi)。 (2)密封圈橡膠材料在干燥環(huán)境中物理性能變化規(guī)律的研究。建立干燥試驗裝置，將完整的密封圈一分為二，一半保持原狀，一半進行干燥處理，同時進行物理性能測試并作比較，結(jié)果表明：干燥處理后，橡膠的硬度、壓縮彈性模量和壓縮應力松弛百分率上升；拉伸強度、扯斷伸長率和常溫壓縮永久變形下降。這些物理性能的變化對橡膠密封圈的密封能力有利有弊，總體來看，在改輸天然氣后，短期內(nèi)燃氣管道的密封狀態(tài)不會有大的波動。 (3)建立橡膠

4、材料剩余壽命的預測方法，對DN300mm和DN400mm舊密封圈的剩余使用壽命進行預測。對DN300mm和DN400mm新、舊橡膠密封圈膠料進行人工加速老化試驗，得到新、舊膠圈膠料各自在高溫下的老化規(guī)律。將高溫下的老化規(guī)律外推到工作溫度，得到工作溫度下的老化速度常數(shù)，并通過新圈膠料的加速老化試驗結(jié)果推測舊密封圈在服役過程中產(chǎn)生的壓縮永久變形，進而預測舊圈的剩余壽命。預測結(jié)果為：DN300mm舊密封圈的剩余使用壽命為24.13a，DN40