[发明专利]一种测试拉伸状态密封材料高压气体渗透性的装置及应用

说明书

本发明涉及一种测试拉伸状态密封材料高压气体渗透性的装置及应用，该装置包括：密封盒，用于放置密封材料试样(8)；拉伸机构，用于拉伸密封材料试样(8)；渗透气体测量机构，用于测试密封材料试样(8)的气体渗透系数；所述的拉伸机构夹设于密封材料试样(8)两端，所述的渗透气体测量机构包括分别位于密封材料试样(8)两面的气体进入单元和气体接收单元，所述的气体接收单元设有监测气体的信号组件，该装置可用于测试拉伸状态下密封材料高压气体渗透性能。与现有技术相比，本发明具有安全高效，可获得不同拉伸状态下密封材料的高压气体渗透性系数等优点。

技术领域

本发明涉及压力容器测试领域，具体涉及一种测试拉伸状态密封材料高压气体渗透性的装置及其应用。

背景技术

现有的储气容器内通常会铺设一层密封材料防止储存的高压空气发生泄漏。然而，在高压空气的作用下，密封材料仍然可能会发生透气进而引起空气泄漏问题，同时密封材料还会沿容器环向方向发生拉伸变形，这可能进一步地加速空气泄漏问题。因此，想要评价密封材料是否可以在储气容器中使用，必须要评价密封材料在储气容器中的透气程度，也就有必要准确地获取高压、拉伸状态下密封材料的气体渗透性能数据。

目前，用于测试密封材料气体渗透性能的核心仪器是密封盒(渗透盒)，其功能是实现对密封材料密封、维持高压气体从高压室透过密封材料试样到低压室的渗透过程。目前商用的气体渗透仪的试验压力一般是0.1MPa，不能满足高压测试的要求。如果直接采用商用的密封盒进行高压测试，在连接出口处低压室的密封材料试样将无法承受测试的高压(设计压力：10MPa)，气体将直接穿透试样进入低压室，因此需要对低压侧进行改造。一种可行的改进方法是在低压侧放置多孔烧结不锈钢板以支撑试样，测试开始时，高压气体通过进气口进入密封盒，透过试样、滤纸和多孔烧结不锈钢板进入低压室。试样依靠多孔板的支撑不会发生压穿破坏。但是该改进方法同时对多孔烧结不锈钢板的透气性能和强度性能要求均较高，多孔烧结不锈钢板性能对试验结果影响较大，因此有必要对现有试验装置中高压密封盒的多孔烧结不锈钢板结构进行了进一步的改进。

现有的测试方法和试验装置不能测试拉伸状态下密封材料的高压气体渗透性能。考虑到储气容器实际服役环境，储气容器内部储存的高压空气会对洞壁施加高内压，使得密封层也会在环向方向发生拉伸变形，因此，有必要对现有测试方法和试验装置进行改进，以获得拉伸状态下密封材料的高压气体渗透性能。

高压测试的设计压力一般在10MPa左右，测试低压室的压力时，若采用上限为10MPa的高压传感器，其测试精度为1kPa，远远大于实际测试中的压力变化，容易出现低压室的压力值长时间未发生变化的情况；若采用量程较小的压力传感器(如1kPa～10Pa)，一旦测试过程中试样在高压作用下突然发生破裂，低压室的压力就会急剧增加至高压室的10MPa，破坏压力传感器。因此，有必要对低压室的压力测试方法及试验装置中的压力测试系统进行改进。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷的至少一个而提供一种在模拟实际服役环境的高压、拉伸状态条件下，能够测试密封材料气体渗透性能的测试拉伸状态密封材料高压气体渗透性的装置及其应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种测试拉伸状态密封材料高压气体渗透性的装置，该装置包括：

密封盒，用于放置密封材料试样；

拉伸机构，用于拉伸密封材料试样；

渗透气体测量机构，用于测试密封材料试样的气体渗透系数；

所述的拉伸机构夹设于密封材料试样两端，所述的渗透气体测量机构包括分别位于密封材料试样两面的气体进入单元和气体接收单元，所述的气体接收单元设有监测气体的信号组件。

进一步地，所述的气体进入单元包括高压进气口和高压室，所述的进气口一端与高压室相连，另一端与高压气瓶连接，所述的高压室一端与高压室相连，另一端与密封材料试样抵接。