DB32／T 4486-2023 基于泄漏率的墊片系數(shù)和比壓力測(cè)試方法

ICS03.080

CCSA12

!7,



DB32/T4486—2023

基于泄漏率的墊片系數(shù)和比壓力

測(cè)試方法

Testmethodforgasketmaintenancefactorandyieldfactorbased

onleakrate

2023-06-26發(fā)布2023-06-26實(shí)施

!7,

+,0)





'.

'

DB32/T4486—2023

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定

起草。

請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。

本文件由江蘇省特種設(shè)備安全檢驗(yàn)與節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)提出并歸口。

本文件起草單位：江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院、蘇州寶驊密封科技股份有限公司、華東理工

大學(xué)。

本文件主要起草人：何華、李科、陶蘭蘭、徐萌、王飛、孫建平、馬志剛、謝蘇江、包健、周繼峰、馬小崗、

吳錚、辛偉、左志全。

Ⅲ

DB32/T4486—2023

基于泄漏率的墊片系數(shù)和比壓力

測(cè)試方法

1范圍

本文件規(guī)定了法蘭用墊片基于泄漏率的墊片系數(shù)和比壓力的測(cè)試方法。

本文件適用于法蘭用墊片包括非石棉纖維橡膠墊片、橡膠墊片、聚四氟乙烯墊片、膨脹或改性聚四氟

乙烯墊片、柔性石墨復(fù)合增強(qiáng)墊片、纏繞式墊片、金屬包覆墊片、聚四氟乙烯包覆墊片、具有非金屬覆蓋層

的齒形、波形和波齒形金屬墊片等。其他類型墊片亦可參考該方法進(jìn)行。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文

件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T12385管法蘭用墊片密封性能試驗(yàn)方法

GB/T15823無(wú)損檢測(cè)氦泄漏檢測(cè)方法

3術(shù)語(yǔ)和定義

下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

3.1

墊片系數(shù)maintenancefactor

m

操作條件下，保持螺栓法蘭接頭不發(fā)生泄漏所需要的最小工作墊片應(yīng)力與介質(zhì)壓力的比值。

3.2

比壓力yieldfactor

y

預(yù)緊狀態(tài)下，使螺栓法蘭接頭形成初始密封條件所需要的最小壓緊應(yīng)力。

3.3

泄漏率leakrate

在一定溫度和壓力差的條件下，單位時(shí)間介質(zhì)通過(guò)墊片的泄漏量。

注：?jiǎn)挝粸镻a·m3/s或mg/（m·s）。

3.4

最大允許泄漏率maximumallowableleakrate

在一定工況條件下，單位時(shí)間所允許介質(zhì)通過(guò)墊片的最大泄漏量。

注：最大允許泄漏率，一般由客戶或用戶根據(jù)實(shí)際使用工況條件（介質(zhì)、溫度、壓力等）確定。單位為Pa·m3/s或

mg/（m·s）。

1

DB32/T4486—2023

4試驗(yàn)設(shè)備

4.1試驗(yàn)在專用的墊片綜合性能試驗(yàn)裝置上進(jìn)行，試驗(yàn)裝置由墊片加載系統(tǒng)、介質(zhì)供給系統(tǒng)、測(cè)漏系統(tǒng)

及試驗(yàn)法蘭等組成，基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。













標(biāo)引序號(hào)說(shuō)明：

1——氦質(zhì)譜檢漏儀；8——壓力源；

2——溫度傳感器；9——油缸；

3——壓力傳感器；10——墊片；

4——載荷傳感器；11——模擬法蘭；

5——位移傳感器；12——側(cè)漏空腔；

6——標(biāo)定氣源；13——數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

7——試驗(yàn)介質(zhì)；

圖1墊片綜合性能試驗(yàn)裝置

4.2墊片加載系統(tǒng)應(yīng)能提供規(guī)定的墊片預(yù)緊應(yīng)力并能按設(shè)定程序進(jìn)行持續(xù)的加載、卸載。試驗(yàn)過(guò)程中

墊片預(yù)緊應(yīng)力的波動(dòng)應(yīng)在規(guī)定值的±2%范圍之內(nèi)。

4.3介質(zhì)供給系統(tǒng)應(yīng)能提供規(guī)定的試驗(yàn)介質(zhì)壓力。試驗(yàn)過(guò)程中介質(zhì)壓力的波動(dòng)應(yīng)在規(guī)定值的±2%范

圍之內(nèi)。

4.4泄漏率測(cè)量采用氦泄漏檢測(cè)法，氦質(zhì)譜檢漏儀靈敏度應(yīng)不低于1×10-10Pa·m3/s，并且符合

GB/T15823的相關(guān)要求。

4.5試驗(yàn)法蘭采用模擬法蘭，密封面硬度應(yīng)不小于45HRC，粗糙度應(yīng)在3.2μm~6.3μm范圍內(nèi)。

4.6試驗(yàn)機(jī)采用的壓力、溫度等傳感器分辨率應(yīng)符合GB/T12385的要求。

5試樣

5.1試樣選取后應(yīng)在溫度25℃±3℃、相對(duì)濕度50%±6%的環(huán)境下放置至少48h。

5.2除另有規(guī)定外，試樣尺寸按表1規(guī)定。

2

DB32/T4486—2023

表1試驗(yàn)參數(shù)

試樣規(guī)格初載荷保持時(shí)間總載荷規(guī)定增量

試樣名稱

mmMPaminMPaMPa

非石棉纖維橡膠墊片3.520353.5

橡膠墊片0.712070.7

聚四氟乙烯墊片?109×?61×1.6

3.5120353.5

改性聚四氟乙烯墊片

膨體聚四氟乙烯墊片2.5120252.5

柔性石墨復(fù)合增強(qiáng)墊片?109×?61×1.63.560353.5

具有非金屬覆蓋層的齒形、波形和?120×?90×2.5

4.560454.5

波齒形金屬墊片基本型

金屬包覆墊片?142×?89×3.06.020606

聚四氟乙烯墊包覆片?142×?89×3.03.5120353.5

?144×?115×?99×?90×4.5

纏繞式墊片720707

帶內(nèi)環(huán)和定位外環(huán)型

6試驗(yàn)條件

6.1試驗(yàn)溫度應(yīng)保持在25℃±3℃范圍內(nèi)。

6.2試驗(yàn)介質(zhì)采用純度不小于99.9%的氦氣。

6.3試驗(yàn)所采用的初載荷、總載荷、規(guī)定增量、保持時(shí)間按表1的規(guī)定。

6.4試驗(yàn)加載、卸載速度為0.2MPa/s±0.02MPa/s。

7試驗(yàn)程序

7.1比壓力

7.1.1測(cè)量并記錄墊片原始厚度。

7.1.2用溶劑仔細(xì)清洗法蘭密封面，墊片對(duì)中安裝。

7.1.3對(duì)墊片施加初載荷，保持一定時(shí)間（按表1規(guī)定）。

7.1.4通入試驗(yàn)介質(zhì)，當(dāng)介質(zhì)壓力達(dá)到0.1MPa后保持15min，記錄泄漏率。

7.1.5以規(guī)定增量增加墊片表面載荷，并保持一定時(shí)間（按表1規(guī)定）。

7.1.6保持介質(zhì)壓力15min后記錄泄漏率。

7.1.7重復(fù)7.1.5和7.1.6，直到載荷達(dá)到規(guī)定總載荷值（按表1規(guī)定）。

7.1.8如果泄漏率大于最大允許泄漏率值，繼續(xù)重復(fù)7.1.5和7.1.6，直到泄漏率等于或小于最大允許泄

漏率值。

7.1.9釋放介質(zhì)壓力，取出墊片，測(cè)量并記錄墊片殘余厚度。

3

DB32/T4486—2023

7.1.10按公式（1）計(jì)算并記錄每個(gè)載荷下的墊片比壓力y：

=/1

yWA1……（）

式中：

y——墊片比壓力，單位為兆帕（MPa）；

W——當(dāng)前載荷，單位為牛（N）；

mm2

A1——墊片接觸面積，單位為平方毫米（）。

7.1.11繪制泄漏率與比壓力y的關(guān)系曲線（如圖2所示），利用線性插值法計(jì)算最大允許泄漏率對(duì)應(yīng)的

墊片比壓力y。



h





h





h



/mg/(m·s)



h



"%)



h





h







"y/MPa

圖2泄漏率與比壓力y的關(guān)系曲線示意圖

7.2墊片系數(shù)

7.2.1測(cè)量并記錄墊片原始厚度。

7.2.2用溶劑仔細(xì)清洗法蘭密封面，墊片對(duì)中安裝。

7.2.3對(duì)墊片施加總載荷，保持一定時(shí)間（按表1規(guī)定）。

7.2.4通入試驗(yàn)介質(zhì)，當(dāng)介質(zhì)壓力達(dá)到2MPa后保持15min，記錄泄漏率。

7.2.5如果泄漏率大于最大允許泄漏率值，則提高載荷至1.5倍規(guī)定總載荷值（應(yīng)低于墊片抗壓強(qiáng)度），

保持介質(zhì)壓力15min后記錄泄漏率。

7.2.6以規(guī)定增量降低墊片表面載荷，并保持一定時(shí)間（按表1規(guī)定）。

7.2.7保持介質(zhì)壓力15min后記錄泄漏率。

7.2.8重復(fù)7.2.6和7.2.7，直到載荷達(dá)到規(guī)定初載荷值（按表1規(guī)定）。

7.2.9釋放介質(zhì)壓力，取出墊片，測(cè)量并記錄墊片殘余厚度。

7.2.10按公式（2）計(jì)算并記錄每個(gè)載荷下的墊片系數(shù)m：

=(-)/2

mWA2PA1P…………（）

式中：

m——墊片系數(shù)；

W——當(dāng)前載荷，單位為牛（N）；

mm2

A2——墊片內(nèi)面積，單位為平方毫米（）；

4

DB32/T4486—2023

P——介質(zhì)壓力，單位為兆帕（MPa）；

mm2

A1——墊片接觸面積，單位為平方毫米（）。

7.2.11繪制泄漏率與墊片系數(shù)m的關(guān)系曲線（如圖3所示），利用線性插值法計(jì)算最大允許泄漏率對(duì)應(yīng)

的墊片系數(shù)m。

圖3泄漏率和墊片系數(shù)m的關(guān)系曲線示意圖

8試驗(yàn)報(bào)告

試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括以下內(nèi)容：

——本試驗(yàn)方法的標(biāo)準(zhǔn)號(hào)；

——試驗(yàn)墊片的名稱、材料、規(guī)格尺寸；

——試驗(yàn)墊片的編號(hào)和數(shù)量；

——試驗(yàn)條件（試驗(yàn)溫度、檢漏方法、初載荷、規(guī)定增量、總載荷、試驗(yàn)介質(zhì)和壓力、保持時(shí)間）；

——泄漏率與比壓力y的關(guān)系曲線、泄漏率與墊片系數(shù)m的關(guān)系曲線、最大允許泄漏率及對(duì)應(yīng)的

m、y值；

——試驗(yàn)人員和日期。

———————————

5

DB32/T4486—2023

目次

前言………………3

1范圍…………………………1

2規(guī)范性引用文件……………1

3術(shù)語(yǔ)和定義…………………1

4試驗(yàn)設(shè)備……………………2

5試樣…………………………2

6試驗(yàn)條件……………………3

7試驗(yàn)程序……………………3

8試驗(yàn)報(bào)告……………………5

Ⅰ

DB32/T4486—2023

基于泄漏率的墊片系數(shù)和比壓力

測(cè)試方法

1范圍

本文件規(guī)定了法蘭用墊片基于泄漏率的墊片系數(shù)和比壓力的測(cè)試方法。

本文件適用于法蘭用墊片包括非石棉纖維橡膠墊片、橡膠墊片、聚四氟乙烯墊片、膨脹或改性聚四氟

乙烯墊片、柔性石墨復(fù)合增強(qiáng)墊片、纏繞式墊片、金屬包覆墊片、聚四氟乙烯包覆墊片、具有非金屬覆蓋層

的齒形、波形和波齒形金屬墊片等。其他類型墊片亦可參考該方法進(jìn)行。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文

件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T12385管法蘭用墊片密封性能試驗(yàn)方法

GB/T15823無(wú)損檢測(cè)氦泄漏檢測(cè)方法

3術(shù)語(yǔ)和定義

下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

3.1

墊片系數(shù)maintenancefactor

m

操作條件下，保持螺栓法蘭接頭不發(fā)生泄漏所需要的最小工作墊片應(yīng)力與介質(zhì)壓力的比值。

3.2

比壓力yieldfactor

y

預(yù)緊狀態(tài)下，使螺栓法蘭接頭形成初始密封條件所需要的最小壓緊應(yīng)力。

3.3

泄漏率leakrate

在一定溫度和壓力差的條件下，單位時(shí)間介質(zhì)通過(guò)墊片的泄漏量。

注：?jiǎn)挝粸镻a·m3/s或mg/（m·s）。

3.4

最大允許泄漏率maximumallowableleakrate

在一定工況條件下，單位時(shí)間所允許介質(zhì)通過(guò)墊片的最大泄漏量。

注：最大允許泄漏率，一般由客戶或用戶根據(jù)實(shí)際使用工況條件（介質(zhì)、溫度、壓力等）確定。單位為Pa·m3/s或

mg/（m·s）。

1

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4試驗(yàn)設(shè)備

4.1試驗(yàn)在專用的墊片綜合性能試驗(yàn)裝置上進(jìn)行，試驗(yàn)裝置由墊片加載系統(tǒng)、介質(zhì)供給系統(tǒng)、測(cè)漏系統(tǒng)

及試驗(yàn)法蘭等組成，基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。













標(biāo)引序號(hào)說(shuō)明：

1——氦質(zhì)譜檢漏儀；8——壓力源；

2——溫度傳感器；9——油缸；

3——壓力傳感器；10——墊片；

4——載荷傳感器；11——模擬法蘭；

5——位移傳感器；12——側(cè)漏空腔；

6——標(biāo)定氣源；13——數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

7——試驗(yàn)介質(zhì)；

圖1墊片綜合性能試驗(yàn)裝置

4.2墊片加載系統(tǒng)應(yīng)能提供規(guī)定的墊片預(yù)緊應(yīng)力并能按設(shè)定程序進(jìn)行持續(xù)的加載、卸載。試驗(yàn)過(guò)程中

墊片預(yù)緊應(yīng)力的波動(dòng)應(yīng)在規(guī)定值的±2%范圍之內(nèi)。

4.3介質(zhì)供給系統(tǒng)應(yīng)能提供規(guī)定的試驗(yàn)介質(zhì)壓力。試驗(yàn)過(guò)程中介質(zhì)壓力的波動(dòng)應(yīng)在規(guī)定值的±2%范

圍之內(nèi)。

4.4泄漏率測(cè)量采用氦泄漏檢測(cè)法，氦質(zhì)譜檢漏儀靈敏度應(yīng)不低于1×10-10Pa·m3/s，并且符合

GB/T15823的相關(guān)要求。

4.5試驗(yàn)法蘭采用模擬法蘭，密封面硬度應(yīng)不小于45HRC，粗糙度應(yīng)在3.2μm~6.3μm范圍內(nèi)。

4.6試驗(yàn)機(jī)采用的壓力、溫度等傳感器分辨率應(yīng)符合GB/T12385的要求。

5試樣

5.1試樣選取后應(yīng)在溫度25℃±3℃、相對(duì)濕度50%±6%的環(huán)境下放置至少48h。

5.2除另有規(guī)定外，試樣尺寸按表1規(guī)定。

2

DB32/T4486—2023

表1試驗(yàn)參數(shù)

試樣規(guī)格初載荷保持時(shí)間總載荷規(guī)定增量

試樣名稱

mmMPaminMPaMPa

非石棉纖維橡膠墊片3.520353.5

橡膠墊片0.712070.7

聚四氟乙烯墊片?109×?61×1.6

3.5120353.5

改性聚四氟乙烯墊片

膨體聚四氟乙烯墊片2.5120252.5

柔性石墨復(fù)合增強(qiáng)墊片?109×?61×1.63.560353.5

具有非金屬覆蓋層的齒形、波形和?120×?90×2.5

4.560454.5

波齒形金屬墊片基本型

金屬包覆墊片?142×?89×3.06.020606

聚四氟乙烯墊包覆片?142×?89×3.03.5120353.5

?144×?115×?99×?90×4.5

纏繞式墊片720707

帶內(nèi)環(huán)和定位外環(huán)型

6試驗(yàn)條件

6.1試驗(yàn)溫度應(yīng)保持在25℃±3℃范圍內(nèi)。

6.2試驗(yàn)介質(zhì)采用純度不小于99.9%的氦氣。

6.3試驗(yàn)所采用的初載荷、總載荷、規(guī)定增量、保持時(shí)間按表1的規(guī)定。

6.4試驗(yàn)加載、卸載速度為0.2MPa/s±0.02MPa/s。

7試驗(yàn)程序

7.1比壓力

7.1.1測(cè)量并記錄墊片原始厚度。

7.1.2用溶劑仔細(xì)清洗法蘭密封面，墊片對(duì)中安裝。

7.1.3對(duì)墊片施加初載荷，保持一定時(shí)間（按表1規(guī)定）。

7.1.4通入試驗(yàn)介質(zhì)，當(dāng)介質(zhì)壓力達(dá)到0.1MPa后保持15min，記錄泄漏率。

7.1.5以規(guī)定增量增加墊片表面載荷，并保持一定時(shí)間（按表1規(guī)定）。

7.1.6保持介質(zhì)壓力15min后記錄泄漏率。

7.1.7重復(fù)7.1.5和7.1.6，直到載荷達(dá)到規(guī)定總載荷值（按表1規(guī)定）。

7.1.8如果泄漏率大于最大允許泄漏率值，繼續(xù)重復(fù)7.1.5和7.1.6，直到泄漏率等于或小于最大允許泄

漏率值。

7.1.9釋放介質(zhì)壓力，取出墊片，測(cè)量并記錄墊片殘余厚度。

3

DB32/T4486—2023

7.1.10按公式（1）計(jì)算并記錄每個(gè)載荷下的墊片比壓力y：

=/1

yWA1……（）

式中：

y——墊片比壓力，單位為兆帕（MPa）；

W——當(dāng)前載荷，單位為牛（N）；

mm2

A1——墊片接觸面積，單位為平方毫米（）。

7.1.11繪制泄漏率與比壓力y的關(guān)系曲線（如圖2所示），利用線性插值法計(jì)算最大允許泄漏率對(duì)應(yīng)的

墊片比壓力y。



h





h





h



/mg/(m·s)



h



"%)



h





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"y/MPa

圖2泄漏率與比壓