管道接口用橡膠密封圈使用壽命常規(guī)檢測(cè)方法

管道接口用橡膠密封圈使用壽命常規(guī)檢測(cè)方法及規(guī)模生產(chǎn)的質(zhì)質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì)高法訓(xùn)（宏力橡膠制品品有限公司，安安徽馬鞍山2433051）摘要：介紹影響響管道柔性接接口用橡膠密密封圈使用壽壽命自檢方法法及規(guī)模生產(chǎn)產(chǎn)的質(zhì)量比較較優(yōu)勢(shì)。關(guān)健詞：管道接接口橡膠密封圈使用壽命自檢方法規(guī)模生產(chǎn)優(yōu)優(yōu)勢(shì)1.前言管道材料的使用用壽命是設(shè)計(jì)計(jì)、建設(shè)及投投資部門(mén)十分分關(guān)切的問(wèn)題題，管線(xiàn)的使使用壽命要達(dá)達(dá)到50年以上，顯顯然構(gòu)成管線(xiàn)線(xiàn)的管子及接接口密封膠圈圈的使用壽命命則直接關(guān)系系到管線(xiàn)的使使用壽命，否否則將會(huì)造成成投資損失。在在這里我們撇撇開(kāi)管子的使使用壽命問(wèn)題題，依據(jù)橡膠膠制品的機(jī)理理，探討管子子接口膠圈的的使用壽命、自自檢方法、規(guī)規(guī)模生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)勢(shì)以資供水界界的同仁商榷榷。2.膠圈的制造造技術(shù)2.1原材料生產(chǎn)膠圈的原原材料主要有有生橡膠和配配合劑兩大類(lèi)類(lèi)。①.生橡膠生橡膠的品種非非常多，性質(zhì)質(zhì)、價(jià)位的差差異非常大；；作為輸送飲飲用水的管線(xiàn)線(xiàn)接口膠圈，其其生橡膠一般般選用天然橡橡膠或合成橡橡膠的比較多多。如用于嚴(yán)嚴(yán)寒地區(qū)或熱熱帶地區(qū)應(yīng)考考慮使用三元元乙丙橡膠。②.配合劑配合劑的品種更更多，性質(zhì)、價(jià)價(jià)位差別更大大；同一型號(hào)號(hào)的配合劑進(jìn)進(jìn)口的要幾十十萬(wàn)元/噸，低檔的的國(guó)產(chǎn)貨幾千千元/噸就能買(mǎi)到到。具體配合合的要求，應(yīng)應(yīng)依據(jù)選用的的生橡膠及輸輸送流體的性性質(zhì)而定。很很多通用的配配合劑均適用用于各類(lèi)橡膠膠，而各類(lèi)橡橡膠也有不少少專(zhuān)用的配合合劑。飲用水水管的膠圈還還要是無(wú)毒無(wú)無(wú)污染的原材材料，且應(yīng)符符合涉及飲用用水衛(wèi)生安全全產(chǎn)品的衛(wèi)生生標(biāo)準(zhǔn)。2.2生產(chǎn)工藝藝對(duì)要求使用壽命命長(zhǎng)的膠圈設(shè)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工工藝時(shí)應(yīng)盡可可能地降低膠膠料的壓縮永永久變形、壓壓縮應(yīng)力松馳馳；提高膠料料的老化系數(shù)數(shù)；提高膠料料的耐熱、耐耐寒、耐水性性能。這種工工藝生產(chǎn)的產(chǎn)產(chǎn)品能大大改改善膠料的耐耐磨性、耐熱熱性、耐候性性、抗溶脹性性和耐老化性性等，使膠圈圈品質(zhì)大幅度度提高。3．影響膠圈使使用壽命的主主要因素膠圈的使用壽命命主要取決于于它的抗老化化性能。橡膠膠是高彈性體體，分子結(jié)構(gòu)構(gòu)不飽和，易易與空氣中的的臭氧、氧及及其它活性物物質(zhì)發(fā)生化學(xué)學(xué)反應(yīng)，造成成橡膠分子鏈鏈斷裂，交聯(lián)聯(lián)等老化現(xiàn)象象，從而使產(chǎn)產(chǎn)品失去彈性性，導(dǎo)致密封封失效。橡膠的老化可分分為、氧老化化、熱老化、臭臭氧老化、光光效應(yīng)老化、變變形及應(yīng)力老老化、重金屬屬催化、氧化化老化、水解解老化、以及及霉菌的侵蝕蝕等幾大類(lèi)。3.1氧化老化化①．氧老化氧可使橡膠分子子鏈氧化斷裂裂，破壞橡膠膠分子的交聯(lián)聯(lián)結(jié)構(gòu)。氧對(duì)對(duì)橡膠的老化化反應(yīng)首先是是氧氣在熱因因素影響下，在在橡膠分子的的雙鍵及其雙雙鍵附近發(fā)生生反應(yīng)，形成成過(guò)氧化物。然然后過(guò)氧化物物分解成為橡橡膠的氧化物物，同時(shí)放出出活性氧，致致使橡膠分子子斷裂。活性性氧又與其他他橡膠分子化化合重新形成成過(guò)氧化物，這這樣周而復(fù)始始地進(jìn)行連鎖鎖反應(yīng)。由于于這種反應(yīng)，橡橡膠分子鏈的的斷裂降解，使使橡膠發(fā)粘、變變軟。另外，在在氧化過(guò)程中中也會(huì)使橡膠膠分子產(chǎn)生活活性基，使橡橡膠分子進(jìn)行行交聯(lián)，其結(jié)結(jié)果導(dǎo)致橡膠膠交聯(lián)密度逐逐漸增加，橡橡膠變硬、變變脆失去彈性性。上述的降降解及交聯(lián)情情況在整個(gè)氧氧化過(guò)程中都都會(huì)發(fā)生，只只不過(guò)有的橡橡膠以斷鏈為為主，有的橡橡膠則以交聯(lián)聯(lián)占優(yōu)勢(shì)，這這主要取決于于橡膠的類(lèi)型型。其他催化化橡膠氧化反反應(yīng)的因素有有熱、紫外線(xiàn)線(xiàn)、重金屬離離子及機(jī)械應(yīng)應(yīng)力作用等。②．熱老化熱引起上述氧化化連鎖反應(yīng)，并并加速其進(jìn)行行，它對(duì)氧化化的影響很大大。橡膠制品品不論外部受受熱或因連續(xù)續(xù)變形引起內(nèi)內(nèi)部升溫，對(duì)對(duì)其老化都有有影響。一般般來(lái)講，溫度度每升高10℃，氧化速度度約增加1倍左右。當(dāng)當(dāng)溫度高達(dá)120℃以上時(shí)，氧氧化速度就已已相當(dāng)迅速，如如橡膠制品在在100℃時(shí)的氧化速速度至少是20℃時(shí)的256倍。因此在在常溫下橡膠膠制品可用幾幾年，在100~2200℃下，則幾個(gè)個(gè)月甚至幾天天就失去彈性性和強(qiáng)度。而而在沒(méi)有氧氣氣的環(huán)境下，橡橡膠制品在200℃的高溫下，也也能使用較長(zhǎng)長(zhǎng)時(shí)間。③．光老化光也會(huì)加速氧化化反應(yīng)，橡膠膠吸收光能以以后形成活性性基，活性基基與氧進(jìn)行氧氧化反應(yīng)。因因此在光能的的作用下橡膠膠的老化現(xiàn)象象也是很明顯顯的。引起橡橡膠光老化的的，主要是波波長(zhǎng)小于400μm的紫外線(xiàn)。紫紫外線(xiàn)除加速速氧化作用外外，還能引起起橡膠的異構(gòu)構(gòu)化，也會(huì)直直接引起橡膠膠的斷鏈和交交聯(lián)，引起橡橡膠制品表面面失去彈性或或發(fā)脆，產(chǎn)生生龜裂。所以以避免陽(yáng)光照射，就可可以防止龜裂裂。如使用條條件無(wú)法避免免陽(yáng)光照射，應(yīng)應(yīng)在制品中添添加能?chē)姷奖肀砻娴淖贤饩€(xiàn)線(xiàn)吸收劑。這這一點(diǎn)，對(duì)于于暴露于野外外并有可能直直接受到陽(yáng)光光照射的橡膠膠制品是必須須要考慮的，尤尤其對(duì)于烯烴烴類(lèi)的普通橡橡膠則尤為重重要。因此，膠膠圈在使用以以前，在貯存存，運(yùn)輸?shù)冗^(guò)過(guò)程中，應(yīng)最最大限度地避避免光的照射射。紫外線(xiàn)以及受熱熱引起的老化化，都與氧氣氣的存在有很很大的關(guān)系，但但在氧氣不多多的土壤中和和水中，通常常意味著老化化進(jìn)行得極為為緩慢。3.2臭氧老老化臭氧是一種強(qiáng)的的氧化劑；臭臭氧的氧化作作用，是橡膠膠老化的一個(gè)個(gè)相當(dāng)重要地地因素。雖然然地球表面層層的臭氧量濃濃度并不高，但但對(duì)長(zhǎng)期伸長(zhǎng)長(zhǎng)、壓縮變形形條件下的橡橡膠制品，其其老化作用特特別明顯。臭臭氧的活性比比氧高，它對(duì)對(duì)橡膠的作用用大體是先在在橡膠的雙鍵鍵外生成臭氧氧化物，而后后分解使橡膠膠分子斷裂，具具體表現(xiàn)為橡橡膠制品表面面龜裂。如果果不存在伸長(zhǎng)長(zhǎng)、壓縮變形形等情況，則則臭氧化物就就發(fā)生分解而而生成氧化物物，造成制品品外表出現(xiàn)類(lèi)類(lèi)似噴霜的現(xiàn)現(xiàn)象，又叫做做“泛白”，這一現(xiàn)象象一般發(fā)生在在濕熱氣候條條件下。3.3變形及應(yīng)應(yīng)力老化橡膠制品的機(jī)械械變形或連續(xù)續(xù)曲折變形，能能引起橡膠結(jié)結(jié)構(gòu)物理的和和化學(xué)的復(fù)雜雜變化，從而而改變橡膠的的物理機(jī)械性性能。橡膠受受外力的作用用能加速其氧氧化作用，橡橡膠在多次變變形中氧化速速度會(huì)大大提提高。橡膠制制品長(zhǎng)期在拉拉伸或壓縮應(yīng)應(yīng)力作用下，產(chǎn)產(chǎn)生的拉伸或或壓縮應(yīng)力松松馳，也是橡橡膠制品失效效的一個(gè)十分分重要因素。3.4化學(xué)腐蝕蝕化學(xué)元素介質(zhì)能能引起橡膠化化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生生不可逆變化化。這類(lèi)介質(zhì)質(zhì)包括強(qiáng)氟化化劑、無(wú)機(jī)酸酸、無(wú)機(jī)堿、無(wú)無(wú)機(jī)鹽和鹵化化物等。硫化化膠在腐蝕性性能介質(zhì)中的的膨脹是不可可逆和不平衡衡的?；瘜W(xué)腐腐蝕介質(zhì)是一一種多組分體體系，每一組組分在膨脹聚聚合物中的擴(kuò)擴(kuò)散速度和含含量相差很大大。硫化膠在在化學(xué)腐蝕中中會(huì)產(chǎn)生交聯(lián)聯(lián)結(jié)構(gòu)的降解解。橡膠的耐腐蝕性性能主要取決決于橡膠的飽飽和性和取代代基性質(zhì)。具具有高度飽和和結(jié)構(gòu)、不存存在活潑取代代基、或活潑潑部分被穩(wěn)定定均可提高橡橡膠的耐腐蝕蝕性。分子間間力強(qiáng)、分子子排列緊密、定定向和結(jié)晶等等也都可提高高對(duì)腐蝕介質(zhì)質(zhì)的穩(wěn)定性。3.5金屬離子子老化橡膠制品中如果果存在微量過(guò)過(guò)渡金屬離子子，如：銅、鐵鐵、錳等會(huì)強(qiáng)強(qiáng)烈催化橡膠膠的氧化過(guò)程程，加速橡膠膠的氧化破壞壞。3.6生物老化化橡膠制品遭受微微生物（如霉霉菌類(lèi)）、水水生物和昆蟲(chóng)蟲(chóng)類(lèi)等的作用用而使橡膠性性能降低，稱(chēng)稱(chēng)之為“生物老化”，也是人們們通常所說(shuō)的的“生物降解”；事實(shí)上橡橡膠的有些配配合劑自身即即為殺蟲(chóng)劑，所所以橡膠生物物老化過(guò)程相相當(dāng)緩慢。4.膠圈使用壽壽命的理論評(píng)評(píng)估4.1變形形和應(yīng)力松馳馳的增加率隨隨著時(shí)間的延延長(zhǎng)而變小，壓壓縮永久變形形與應(yīng)力松馳馳有密切關(guān)系系，均為表示示橡膠材料壽壽命特性的指指標(biāo)。膠圈在在安裝后的初初期永久變形形增加很快，隨隨著時(shí)間的推推移，其增加加率變小。優(yōu)優(yōu)質(zhì)的原材料料和嚴(yán)格的生生產(chǎn)工藝，能能夠保證膠圈圈經(jīng)過(guò)數(shù)十年年后，仍能保保持充分的密密封性能。壓縮永久變形的的測(cè)定較為簡(jiǎn)簡(jiǎn)單，結(jié)果的的再現(xiàn)性好，所所以受到重視視。在GB98776-88、HG/T33091-22000（ISO46633：1996）中規(guī)定，經(jīng)經(jīng)70℃、24小時(shí)加速老老化試驗(yàn)以后后，壓縮永久久變形應(yīng)在20%以下。4.2根據(jù)據(jù)ISO111346：1997（E）定義，壽壽命為在使用用溫度條件下下試驗(yàn)時(shí)，試試驗(yàn)材料的性性能改變到臨臨界值時(shí)所經(jīng)經(jīng)歷的時(shí)間。密封膠圈使用壽壽命試驗(yàn)，選選擇的試驗(yàn)項(xiàng)項(xiàng)目為“壓縮應(yīng)力松松馳”。按ISO46633：1996“橡膠密封件給排水管及及污水管道用用接口膠圈材材料規(guī)范”的規(guī)定，測(cè)測(cè)定在7d×23℃、100d×23℃條件下相應(yīng)應(yīng)的性能變化化值，同時(shí)計(jì)計(jì)算出性能變變化的速度。要要求性能變化化值和變化速速度均不超過(guò)過(guò)規(guī)范中的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值。詳細(xì)細(xì)的試驗(yàn)方法法和計(jì)算公式式請(qǐng)參閱上述述標(biāo)準(zhǔn)。在規(guī)規(guī)定的試驗(yàn)程程序可估計(jì)算算出被試驗(yàn)產(chǎn)產(chǎn)品的使用壽壽命。5．膠圈質(zhì)量常常規(guī)檢測(cè)方法法定量測(cè)算膠圈使使用壽命是一一個(gè)非常復(fù)雜雜的過(guò)程且周周期長(zhǎng)、專(zhuān)用用測(cè)試設(shè)備多多，對(duì)于非專(zhuān)專(zhuān)業(yè)的組織很很難做到，經(jīng)經(jīng)長(zhǎng)期的實(shí)踐踐，以下三種種方法能對(duì)比比膠圈的品質(zhì)質(zhì)。5.1曲繞：將將膠圈對(duì)折彎彎曲成180℃置于陽(yáng)光下下照射一段時(shí)時(shí)間，看其表表面有無(wú)龜裂裂現(xiàn)象，龜裂裂同時(shí)間成正正比；龜裂少少的，品質(zhì)越越好。5.2水煮：將將膠圈切成片片壯放在水中中煮幾個(gè)小時(shí)時(shí)，看其水的的色度、渾蝕蝕度，色度越越低、渾蝕度度越小，說(shuō)明明膠圈滿(mǎn)足衛(wèi)衛(wèi)生要求的可可靠性越大。此此方法能直觀觀的反應(yīng)膠圈圈符合衛(wèi)生標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的程度。5.3壓縮：用用兩塊板夾住住膠圈使其壓壓縮25~300%，在23℃壓縮狀態(tài)下下停放3天后松開(kāi)看看其變形量，變形越小，說(shuō)明品質(zhì)越好。6.優(yōu)質(zhì)膠圈圈生產(chǎn)的基本本措施及規(guī)模模生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)勢(shì)品質(zhì)上乘乘的膠圈其生生產(chǎn)一般要經(jīng)經(jīng)過(guò)原材料檢檢測(cè)，合理的的材料配比、生生膠塑煉、各各類(lèi)材料的合合成加工（混混煉）、膠圈圈截面形狀的的擠出、尺寸寸重量的成型型、加熱物理理反應(yīng)的硫化化、檢驗(yàn)包裝裝倉(cāng)儲(chǔ)等多道道工序，這么么多生產(chǎn)環(huán)節(jié)節(jié)；生產(chǎn)企業(yè)業(yè)必須有健全全的質(zhì)量管理理體系，否則則其生產(chǎn)的膠膠圈質(zhì)量將難難有保證。6.1原原材料檢測(cè)及及膠料物理性性能測(cè)試高品質(zhì)質(zhì)的原材料是是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)膠膠圈的基礎(chǔ)，近近三十種材料料要逐一進(jìn)行行成份分析、含含量測(cè)定（包包括有毒、有有害成份的測(cè)測(cè)定）合成加加工后的膠料料要逐批全數(shù)數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，其其物理性能完完全符合相關(guān)關(guān)標(biāo)準(zhǔn)后方可可投入生產(chǎn)，同同時(shí)在生產(chǎn)過(guò)過(guò)程中的各道道工序要跟蹤蹤檢測(cè)，并有有完整的記錄錄；在此基礎(chǔ)礎(chǔ)上，每年至至少要進(jìn)行一一次國(guó)家級(jí)的的質(zhì)量檢測(cè)。完成上述企業(yè)內(nèi)內(nèi)部的質(zhì)量控控制所需的檢檢測(cè)設(shè)備，其其價(jià)值就近百百萬(wàn)元。這對(duì)對(duì)一般不正規(guī)規(guī)的企業(yè)是很很難做到的。6.2材料配比比的設(shè)計(jì)材料配比的設(shè)計(jì)計(jì)是保證膠圈圈膠料符合相相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的基基礎(chǔ)，各種材材料合理組合合能大幅度提提升膠料的質(zhì)質(zhì)量，此項(xiàng)工工作的專(zhuān)業(yè)性性很強(qiáng)，要有有相關(guān)專(zhuān)業(yè)素素質(zhì)的人員完完成。6.3生膠的塑塑煉橡膠是網(wǎng)狀分子子結(jié)構(gòu)的材料料，由其本身身高彈性性質(zhì)質(zhì)所確定它的的初始可塑度度很低，幾乎乎不能做成一一定形狀的產(chǎn)產(chǎn)品，膠圈生生產(chǎn)要對(duì)生膠膠進(jìn)行提高可可塑性的塑煉煉，其方法是是用相對(duì)差速速的輥?zhàn)訉?duì)生生膠反復(fù)的剪剪切，破壞網(wǎng)網(wǎng)狀分子結(jié)構(gòu)構(gòu)，塑煉設(shè)備備的大小直接接影響成本和和質(zhì)量。6.4原材料合合成加工（混混煉）純橡膠是不能做做出滿(mǎn)足各種種性能要求產(chǎn)產(chǎn)品的。應(yīng)根根據(jù)不同產(chǎn)品品性能要求加加進(jìn)一些配合合劑，進(jìn)行混混煉?；鞜挼牡姆椒?、混煉煉后配合劑的的親和性、均均勻性都對(duì)產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生生影響。6.5膠圈截面面形狀的擠出出、成型膠圈在混煉過(guò)程程中，或材料料本身使用膠膠料中摻入一一些氣體。這這些氣體如果果不能在膠料料中排除，就就要影響成品品質(zhì)量。擠出出就是用一種種專(zhuān)用設(shè)備把把膠料擠成和和膠圈相似的的半成品，排排除膠料中的的氣體，使材材料分子排列列更緊密，擠擠出后的半成成品要根據(jù)膠膠料截面規(guī)格格的大小計(jì)稱(chēng)稱(chēng)出相應(yīng)的投投料量，膠料料多了、少了了都直接損害害膠圈質(zhì)量。具具我們所知，市市場(chǎng)上低劣膠膠圈生產(chǎn)時(shí)多多數(shù)沒(méi)有這兩兩道工序。6.6加熱硫化化組合好的膠料在在未加熱前各各種特性是表表現(xiàn)不出來(lái)的的，只有在一一定溫度、壓壓力、時(shí)間（俗俗稱(chēng)硫化三要要素）的情況況下膠料中分分子才能重新新排列好，并并逐步穩(wěn)定下下來(lái)。準(zhǔn)確的的執(zhí)行硫化三三要素，質(zhì)量量才有保證，哪哪種憑感覺(jué)或或連基本溫度度、壓力監(jiān)控控手段都沒(méi)有有是做不出好好的產(chǎn)品的。6.7檢驗(yàn)包裝裝最終產(chǎn)品出來(lái)后后要逐條全數(shù)數(shù)檢驗(yàn)符合設(shè)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)后后方能進(jìn)入包包裝工序，涉涉水膠圈包裝裝應(yīng)是全封閉閉、無(wú)污染材材料包裝。6.8倉(cāng)儲(chǔ)膠圈使用壽命直直接與前述的的各種老化因因數(shù)有關(guān)，因因此膠圈要放放在避免陽(yáng)光光照射且空氣氣流通好，溫溫度適宜的倉(cāng)倉(cāng)庫(kù)中貯存。因因產(chǎn)品在硫化化后，雖然分分子排列就緒緒，但仍有少少量分子在緩緩慢移動(dòng)，剛剛硫化好的產(chǎn)產(chǎn)品要停放一一段時(shí)間（時(shí)時(shí)效處理）方方可使用，這這就要求企業(yè)業(yè)有相當(dāng)?shù)膸?kù)庫(kù)容，按照先先進(jìn)、先出的的原則有序交交付顧客。在在運(yùn)輸過(guò)程中中除了考慮這這些因素還要要防止硬物刺刺傷產(chǎn)品。7.結(jié)論7.1據(jù)測(cè)算算，國(guó)內(nèi)最好好的膠圈其價(jià)價(jià)格也只占管管線(xiàn)價(jià)格的00.8~1%,占總工工程造價(jià)的00.2~0.3%，真真可謂是微不不足道。但膠膠圈質(zhì)量的優(yōu)優(yōu)劣所帶來(lái)的的風(fēng)險(xiǎn)卻和管管子一樣，膠膠圈的質(zhì)量與與管子的質(zhì)量量不匹配，同同樣影響管線(xiàn)線(xiàn)的使用壽命命。7.2從外表表上看，不同同質(zhì)量的膠圈圈并沒(méi)有什么么大的區(qū)別，甚甚至裝在管線(xiàn)線(xiàn)上暫時(shí)也看看不出什么問(wèn)問(wèn)題，但由于于原材料及生生產(chǎn)工藝的選選擇上的不同同，膠圈的內(nèi)內(nèi)在質(zhì)量存在在著巨大的差差異，如：有有的企業(yè)用1#橡膠且采用用進(jìn)口助劑；；有的企業(yè)用用2#、3#膠生產(chǎn)（每每個(gè)等級(jí)的橡橡膠價(jià)差為1500~~1800元/噸），更有有甚者干脆用用再生膠生產(chǎn)產(chǎn)，用有毒害害、有嚴(yán)重污污染的配合劑劑，并采用高高溫快速硫化化等偷工減料料的不當(dāng)手段段以牟取利潤(rùn)潤(rùn)。由此造成成的后果也很很多，如：2000年某城市一一條DN250的管線(xiàn)運(yùn)行行不到2周，由于膠膠圈失效引起起漏水被迫返返工，損失慘慘重等等，此此類(lèi)事件不只只一次發(fā)生。中中國(guó)水協(xié)肖紹紹雍先生曾說(shuō)說(shuō)：“全國(guó)城市管管網(wǎng)漏水率平平均為15..6%，有的的城市達(dá)到30%以上”。這其中有有的是剛性接接口受外界腐腐蝕