【水暖阀门网讯】本文的试验利用设计研制的装置，首先模拟出-30℃、-40℃、-50℃三种温度环境，然后分别对阀门密封材料常温和低温特性试验。试验分为以下几组:
(1)阀门密封材料拉伸性能测试试验
试验中利用加工好的阀门密封圈片段试样分别在室温、-30℃、-40℃、-50℃四种环境下进行拉伸性能测试。1)通过与常温试验对比,得出每种材料的密封圈在低温下的拉伸性能变化；2)通过每种材料的密封圈在低温下的试验对比，得出密封圈材料在低温下的拉伸性能优越性。
(2)阀门密封材料恒定形变压缩永久变形测试试验
本试验利用阀门密封圈试样分别在室温、-30℃、-40℃、-50℃四种环境下进行恒定形变压缩变形测试。1)通过与常温试验对比,得出每种材料的密封圈在低温下的压缩性能变化；2)通过每种材料的密封圈在低温下的试验对比，得出密封圈材料在低温下的压缩性能优越性。
通过上述两组测试试验，对相应的数据进行处理，将试验结果进行对比和分析，最后得出所选不同材料的阀门密封圈试样在低温下的性能结果。
密封圈实验方法标准
(1)首先介绍一下GBT 5720-2008 O形橡胶密封圈的试验方法:
1)密封圈试件拉伸性能测定试验:
试验仪器要求符合HG/T2369-1992规定；试验夹具是有上下两个直径至少为12mm的带滚珠轴承的周论组成，当两个轮彼此靠近时，其中心距为25mni以内。直线型试样采用通过拉伸实验的夹具，但须保证实验过程中试样不断在夹持处；试样应是一个完整的O形圈或者从O形圈上窃取的直线形样式，个数为5个；
试验步骤：测量试样的截面直径及内径，然后将0形圈套在尽可能靠近的上下夹具的轮轴上，调整零点，开动及其以(500加减50)mm/min的速度拉伸试样，记录试样拉伸到规定伸长是的负荷，拉断时的负荷及伸长量。若试样为直线型试样，则按GB/T528-1998中13.1进行拉伸试验。
试验结果的计算：
①两轴轮的中心距计算公式：
2)密封圈恒定形变压缩永久变形的测定试验：
试验仪器要求符合HG/T2369-1992规定；试验夹具可以采用GB/T7759-1996中所用夹具，也可采用图4-1所示夹具；试样应是一个完整的O形圈或者从O形圈上窃取的直线形样式，个数为5个。
试验步骤：首先测量O型圈或O型圈片段的轴向截面直径，将试样依次放入夹具的各伍板间，然后将夹具进行压缩，使压板与限制器紧密接触，将夹具放入低温液体中，进行测试实验。
试验结果的计算：
压缩永久变形计算：
(3)试验方法比较
在本文的阀门密封材料性能测试试验中，基本应用GBT 5720-2008 O形橡胶密封圈试验方法。在密封圈材料试样选取和加工以及在后期的数据处理和计算等步骤中，以GBT 5720-2008 O形橡胶密封圈试验方法为标准。但由于条件问题，本文测定试验部分自行设计研制了一套拉压力测试系统。如图4-2、4-3所示为阀门密封材料试样拉伸性能和伍缩永久变形测定试验装置的简图和实物图。具体实验步骤为把选定材料的试样夹在夹具上，a常温试验是直接在室内环境下进行；b低温环境试验把试验装置的夹具固定在低温环境模拟装置上，然后在试验槽内加入在配液系统中配好的液体。试验准备工作完成以后，在砝码盘上加不同质量砝码，通过公式F = mg 计算出加载在实验材料上的拉压力，观察在不同负荷下的材料变形程度，最后做好实验数据记录，分析实验结果。
本部分的试验装置由于在试验的过程中要承重，因此在设计加工的过程中要求具有较好的机械性能和平衡性，具体加工过程如下：
a支架部分
整体采用30*30型号的304不锈钢方管辉接成框架，支撑部分采用30*5钢板。在拉伸性能测定装置部分将两个直径为180rnm的滑轮固定在支架臂上，钢丝绳直径为3mm，一头固定砝码托盘，一头连接拉伸试样夹具。压缩变形测定装置部分将一根直径18mm，长600mm的不锈钢杆用于压力传递，杆的一段焊接砝码托盘，另一端为压缩试样所用的平板，采用焊接的方法固定到压力传递杆的一端。
b砝码
本部分采用实验室内标准的砝码，质量分别为2kg、1.5kg、1kg、0.5kg，在试验的过程中，通过在砝码盘上加载不同质量和数量的砝码来实现阀门密封材料低温特性试验中所需的拉力和压力。
阀门密封材料试样低温特性试验
拉伸性能测定试验
(1)试件规格
本试验所用的试件材料及试样的尺寸如表4-1所示：
(2)试验装置
本文拉伸试验装置如图4-2、4-3所示。与O形橡胶密封圈试验方法国家标准为GBT5720-2008试验装置区别在于，1)本文的拉伸试验装置自行设计了一套拉伸系统，通过加载不同重量的砝码来实现试件的拉伸负荷；2)夹具的设计如图4-2所示，通过紧固螺钉来调整夹板的位置和固定试件。
(3)试验步骤
1)测量密封圈片段试样的尺寸；
2)将准备试验的密封圈片段试样固定在夹具上,并将夹具固定在低温环境模拟空间内；
3)在低温环境模拟空间内注入配制好的制冷液体(常温试验无此步骤)；
4) 始加载砝码，拉伸密封圈片段试样，记录试样拉伸到规定伸长时的负荷，拉断时的负荷及伸长量；
5)取出试样，结束试验。
(4)数据处理及试验结果的计算
1)试验后的密封圈片段尺寸：
2)数据处理：本试验所得数据利用GBT 5720-2008 O形橡胶密封圈的试验方法中密封圈片段拉伸强度和拉断伸长率计算公式来进行处理。公式如下：
拉伸强度的计算：
3)试验结果分析：综合试验数据可知，①三种材料的密封圈片段试样在常温下的拉伸断伸长率从大到小依次为三元乙丙、丁腈、硅橡胶，而拉伸强度从大到小依次为三元乙丙、丁腈、硅橡胶。②在低温试验条件下，丁腈材料的密封圈片段试样拉断伸长率变化较大，经分析得丁腈在本实验中从-30℃时就已经开始发生脆化。③从表4-3中可以看出，三元乙丙材料的试样在四种环境试验中，其拉断伸长率呈下降趋势，在-50℃的低温环境中，其拉断伸长率仍然保持在100%以上，说明其在此环境内仍保持着弹性。④硅橡胶密封圈在四种试验环境下，其拉断伸长率和拉伸强度基本保持在230%和4.3上下，因此可以得出，在本试验中硅橡胶在常温至-50℃范围内其性能保持良好。本组试验数据可以说明在本文所模拟的实验环境中，硅橡胶材料试样的密封性能良好，但拉伸强度低于三元乙丙材料的试样，因此在对两种材料进行选择时，只能依据具体的工况和设计要求来进行定夺。
恒定形变压縮永久变形试验
(1)试件规格
本试验所用的试件材料及加工后的尺寸如表4-4所示：
(2)试验装置
本文拉伸试验装置如图4-2所示。与O形橡胶密封圈试验方法国家标准为GBT5720-2008试验装置区别在于，1)本文的压缩试验装置自行设计了一套压缩系统，通过加载不同重量的砝码来实现试件的压力负荷；2)夹具的设计如图4-2所示，通过紧固螺钉来调整夹板的位置和固定试件。
(3)试验步骤
1)测量O形试样的轴向截面直径；
2)将试样放入试验平台上，并加以固定；
3)注入配制好的制冷液体(常温试验无此步骤)；
4)开始加载砝码，将压缩试样至变形原来的30%，并保持压缩时间为2小时；
5)取出试样，结束试验。
(4)数据处理及试验结果的计算
文章小结
通过对丁腈、三元乙丙、硅橡胶三种材料的阀门密封圈进行拉伸性能测定试验和恒定形变压缩永久变形测定试验，得出了其在常温、-30℃、-40℃、-50℃四种低温环境下的拉伸强度、拉断伸长率、压缩永久变形率。通过每种材料的阀门密封圈的低温试验与常温试验对比，分析在低温环境下相对于自身的拉伸强度和压缩变形率的变化，得出其低温性能的变化，利用三种材料的阀门密封圈在同种温度情况下进行试验对比，得出材料在此种温度下的低温性能。经过数据分析,得出在-50℃的低温环境下硅橡胶的低温性能良好,三元乙丙橡胶次之，丁腈最差。
