[发明专利]一种密封橡胶材料老化模拟在线监测方法

说明书

本发明公开了一种密封橡胶材料老化模拟在线监测方法，包括：步骤S1、在密封橡胶材料投入使用的同时，采用与密封橡胶材料相同的在线监测样品，用测量探头夹持住在线监测样品并置于使用环境中，以使得在线监测样品同步模拟密封橡胶材料在使用时的受力状态和所处环境状态；步骤S2、用阻抗测量装置向在线监测样品加载交流电，以测得在线监测样品在当前时刻的阻抗Z；并检测环境温度T和环境湿度H；步骤S3、计算在线监测样品在当前时刻的剩余使用寿命t₀，也即密封橡胶材料的剩余使用寿命。本发明能够在不破坏密封橡胶材料的情况下，实现对密封橡胶材料的剩余使用寿命的实时在线无损监测，具有监测结果准确度高、成本低、易于实施的优点。

技术领域

本发明涉及材料使用寿命在线监测，具体的说是一种密封橡胶材料老化模拟在线监测方法。

背景技术

密封橡胶材料因具有优良的耐油性、压缩不永久变形性、良好的机械强度等优点广泛应用于军工、航空航天、医疗设备、机械及发电等领域，其不仅可以阻止设备内部气液渗漏，还可在金属配件间起缓冲作用，防止相互磨损。而相对金属部件，密封橡胶材料更容易发生老化失效，在实际的使用过程中，因为使用设备环境较为复杂，光、热、腐蚀性介质等均能使其内部结构发生变化，从而出现一系列的失效状况。一旦发生此种失效状况，会造成巨大的经济损失、甚至威胁人生安全，其寿命往往决定了整修周期和维护成本。

目前对于密封橡胶材料监测通常是在其使用前或失效后进行的，主要通过人工加速老化试验或自然老化实验评估密封橡胶材料寿命，但由于实际使用环境复杂多变，难以精确表征动态环境下密封橡胶材料的使用寿命，过早更换密封橡胶材料会增加维运成本，而过晚更换则危害设备安全运行，造成更大损失。故对密封橡胶材料准确的寿命评估有着迫切的需求。

CN 102841099 A提出一种在线式高压硅橡胶材质检测装置，主要采用摄像机将橡胶检测照片发于后台软件按系统进行对比，从而发现缺陷。这种方法通过影像对比分析需摄像机分辨率高，因此成本较高，数据处理量较大，难以大规模应用，这种方法通常缺陷较大时才可观察出，另外影像仅可观察外部，无法对内部失效进行判断。耿然然提出一种基于锆钛酸铅的柔性压电传感器，用于实时在线监测动态冲击应力，以此感知橡胶垫板的老化程度。该方法具有一定的先进性，但对于密封橡胶材料而言，其使用环境复杂，应力变化无法完全判断橡胶失效问题，且即便是柔性压电传感器，其与密封橡胶材料本身存在不兼容性，使用过程中加入该传感器可能影响密封橡胶的密封性能，从而导致密封失效等问题。

因此，需要一种操作便利、价格低廉且精准度高的可实时监测密封橡胶材料老化的装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种密封橡胶材料老化模拟在线监测方法。

解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种密封橡胶材料老化模拟在线监测方法，用于预测密封橡胶材料的剩余使用寿命，其特征在于，包括：

步骤S1、在所述密封橡胶材料投入使用的同时，采用与所述密封橡胶材料相同的在线监测样品，用测量探头夹持住所述在线监测样品并置于所述密封橡胶材料所处的使用环境中，以使得所述在线监测样品同步模拟所述密封橡胶材料在使用时的受力状态和所处环境状态，也即所述在线监测样品与所述密封橡胶材料同步老化；

步骤S2、用阻抗测量装置向所述在线监测样品加载交流电，以测得所述在线监测样品在当前时刻的阻抗Z；并且，检测所述密封橡胶材料所处使用环境在当前时刻的环境温度T和环境湿度H；

步骤S3、按照以下公式，计算所述在线监测样品在当前时刻的剩余使用寿命t₀，该剩余使用寿命t₀也即所述密封橡胶材料的剩余使用寿命：