Page 91 - 《橡塑技术与装备》2025年7期

测试与分析
TEST AND ANALYSIS

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通过宏观检查与显微镜观察发现，1 膨胀节密封 （1）1 膨胀节法兰密封面呈现应力状态下，存在
面破损较为严重，存在大量凹陷坑状缺陷 ； 2# 膨胀节 显著的磨损、挤压以及皴裂的情况。
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密封面存在多处开裂缺陷。 （2）2 膨胀节法兰密封面长期受力，导致表面有
2.3.2 黏合强度测试 大量白色填料析出，而填料析出会导致橡胶材料的性
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对 0 ~2 膨胀节内层橡胶与织物间的黏合强度进 能下降，使其在使用过程中更容易发生开裂。
行测试，以判断膨胀节在服役后是否存在老化现象。 2.3.5 介质浸泡试验
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测试结果见表 2，0 ~2 膨胀节黏合强度测试结果均满 对 0 新膨胀节开展乙二醇冷却液浸泡试验，试验
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足相关标准要求。1 膨胀节内层橡胶与织物间的黏合 温度 100 ℃，时间 168 h（7 天），由于橡胶膨胀节仅
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强度相比 0 膨胀节约有 9.39% 的下降，2 膨胀节内 内部接触介质，故只开展内层橡胶试验，测试浸泡试
层橡胶与织物间的黏合强度相比 0# 膨胀节约有 1.02% 验前后内层橡胶硬度及拉伸性能的变化情况，测试结
的下降，说明二者的内层橡胶在服役后均发生了轻微 果见表 4。浸泡试验后膨胀节内层橡胶的硬度、拉伸
的老化。 强度、断裂伸长率分别下降 2.63%、8.25%、3.36%，
表 2 膨胀节内层橡胶与织物间黏合强度测试结果 参考相关标准，其下降幅度均在可接受范围内。内层
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样品编号 黏合强度 /(N mm ） 剥离类型 橡胶耐液体试验满足指标要求，说明橡胶材料耐介质
0 # 3.94 RA/AT
1 # 3.57 RA/AT 老化性能良好。
2 # 3.90 RA/AT
GB/T 26121—2010 标准要求 ≥ 2 RA/AT 表 4 浸泡试验前后膨胀节内层橡胶性能测试结果
性能 试验前 试验后
注： RA 表示剥离发生胶层与胶黏剂之间 ； AT 表示剥离发生在
硬度 /Shore A 45.7 44.5
胶黏剂与织物之间。 拉伸强度 /MPa 10.06 9.23
断裂伸长率 /% 401.92 388.42
2.3.3 拉伸性能测试 注： GB/T 26121—2010 标准中胶料热空气老化条件（110
对膨胀节内层橡胶的拉伸性能进行测试，取样位 ℃ ×48 h），拉伸强度降低率指标为≤ 25%，断裂伸长率降低率指标
为≤ 30%。
置 为 拱形 区 域， 试 样为 Ⅱ 型 哑 铃试 样， 结 果见 表 3。
拉伸强度和断裂伸长率是表征材料机械性能的指标，
3 分析与讨论
拉伸强度表征材料在受力情况下的抗破坏能力，断裂
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综合背景信息调研和试验检测结果，1 、2 膨胀
伸长率是表征材料在受力情况下的韧性指标，且拉伸
节虽然发生了一定程度的老化，但仍属于正常服役形
强度和断裂伸长率与材料的老化程度呈反比例关系，
成的，且耐介质性能良好，说明老化不是导致膨胀节
材料老化程度越大，其拉伸强度和断裂伸长率值越小。
破损的主要原因。根据橡胶膨胀节法兰密封面出现的
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由表 3 可见，0 样品内层橡胶的拉伸强度和断裂
较大范围破损情况来看，安装导致的锐物损伤的可能
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伸长率均满足标准要求，1 、2 样品内层橡胶均存在
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性也相对有限。推测 1 、2 膨胀节法兰密封面出现多
拉伸强度或断裂伸长率较标准值偏小的现象，进一步
处破损、开裂的主要原因为双膨胀节串联安装的设计
证明了膨胀节在使用过程中确实发生了一定程度的老
不够合理，在柴油机运行时易产生较大的振动，且使
化，但总体仍在可接受的范围内。
用的聚四氟乙烯垫片厚度有限，在高温水以及应力作
表 3 膨胀节内层橡胶拉伸性能测试结果
样品编号 拉伸强度 /MPa 断裂伸长率 /% 用下发生了永久变形，在柴油机运行的振动下导致膨
0 # 10.06 401.92 胀节法兰密封面出现了磨损、挤压以及皴裂的情况。
1 # 8.87 352.36
2 # 13.85 285.56
GB/T 26121—2010 标准要求 ≥ 10 ≥ 400
4 结语
2.3.4 扫描电镜分析 根据试验分析结果，建议电厂对膨胀节间隔环垫
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对 1 、2 膨胀节密封面缺陷位置进行喷金处理， 片进行重新设计，并核实橡胶膨胀节法兰紧固力矩、
并进行扫描电镜（SEM）观察，通过微观检查结果分 现场振动数据是否具备优化调整的空间。此外，建议
析样品裂纹特征，取样位置及观察结果见图 5。通过 采用双球型橡胶膨胀节或其他设计代替双膨胀节串联
微观形貌观察发现 ： 安装的设计，以减少管线中出现较大的集中质量。

年
2025 第 51 卷 ·43·