[發明專利]一種超低溫環境用復合密封件密封可靠性驗證方法

有效

• 申請號: 201811270769.X
• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN109282944B
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 王昊;田新;吳福迪;劉志華;仵劍;皂偉濤;張繼華
• 申請（專利權）人: 航天材料及工藝研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: G01M3/02
• 分類號: G01M3/02;G01M13/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 龐靜

1.一種超低溫環境用復合密封件密封可靠性驗證方法，其特征在于通過下述方式實現：

進行可靠性驗證試驗；所述的可靠性驗證試驗包括力矩變量試驗和法蘭對接面間隙模擬試驗，在進行力矩變量試驗和法蘭對接面間隙模擬試驗之前均需保證試驗工裝溝槽無缺陷、溝槽尺寸滿足設計指標要求，密封件尺寸外觀無缺陷、尺寸滿足設計指標要求；

其中力矩變量試驗為：在試驗工裝上安裝密封件和緊固件，對緊固件施加力矩，在低溫環境中，在額定壓力下檢測密封件的漏率是否滿足設計指標要求，如不滿足，則按比例施加增量力矩繼續試驗，直至漏率滿足設計指標要求，試驗過程中記錄施加的力矩、法蘭對接面間隙值和低溫漏率；

法蘭對接面間隙模擬試驗為：在試驗工裝上安裝密封件和緊固件，使得法蘭對接面間隙達到滿足漏率要求的理論最大間隙值，對所有緊固件施加至額定力矩；在低溫環境中，在額定壓力下檢測密封件的漏率是否滿足設計指標要求，若不滿足，則按理論最大間隙值的某一比例遞減上述法蘭對接面間隙繼續進行試驗，直至某間隙后密封件的低溫漏率滿足設計指標要求；試驗過程中記錄法蘭對接面間隙和低溫漏率；

根據力矩變量試驗滿足漏率指標要求的施加力矩和法蘭對接面間隙模擬試驗滿足漏率指標的法蘭對接面間隙確定密封件的基礎可靠性等級；

上述試驗工裝包括帶溝槽的上下法蘭，所述的低溫為小于-180℃的溫度。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：設定經可靠性驗證試驗確定的密封件可靠性等級為基礎可靠性級別為零級ˉ四級，可靠性隨級別增長而提高。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于：對基礎可靠性級別為一級ˉ四級的密封件進一步執行可靠性增長試驗，若通過可靠性增長試驗，則密封件的可靠性級別在基礎可靠性級別基礎上提高一級。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于：所述的可靠性增長試驗包括溫度循環試驗和螺栓失效模擬試驗；在進行溫度循環試驗和螺栓失效模擬試驗之前均需保證試驗工裝溝槽無缺陷、溝槽尺寸滿足設計指標要求；具體執行順序如下：

首先進行溫度循環試驗，所述的溫度循環試驗：在試驗工裝上安裝密封件和緊固件，對所有緊固件施加至額定力矩，測量法蘭對接面間隙；在低溫環境中，在額定壓力下檢測密封件的漏率，試驗過程中記錄法蘭對接面間隙和低溫漏率，并測量并記錄緊固件力矩值；試驗結束后卸掉壓力使試驗工裝回復室溫，在室溫環境中，在額定壓力下檢測密封件的漏率，試驗過程中記錄法蘭對接面間隙和常溫漏率，并測量并記錄緊固件力矩值；依次進行上述低溫、室溫循環試驗，若在預設循環次數內，漏率不滿足設計指標要求，則該密封件未通過可靠性增長試驗；否則進一步執行螺栓失效模擬試驗；

所述的螺栓失效模擬試驗為將溫度循環試驗后的試驗工裝拆除部分緊固件，對所有剩余緊固件施加至額定力矩，測量法蘭對接面間隙，在低溫環境中，在額定壓力下檢測密封件的漏率，試驗過程中記錄法蘭對接面間隙值和低溫漏率；若低溫漏率不滿足設計指標要求，則該密封件未通過可靠性增長試驗；否則認定該密封件通過可靠性增長試驗。

5.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述力矩變量試驗中對緊固件施加的初始力矩為設計額定力矩的5％～30％。

6.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述力矩變量試驗中緊固件力矩施加的增量力矩為設計額定力矩的5％～30％。

7.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述溝槽截面形狀為矩形、梯形、橢圓形。

8.根據權利要求1或4所述的方法，其特征在于：檢測漏率的方法為氣泡法、流量計法、壓降法或氦質譜檢漏法的一種或幾種。

9.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于：法蘭對接面間隙模擬試驗中通過在法蘭周圍墊墊片來控制法蘭對接面間隙；墊片數量為法蘭緊固件數量的25％，50％，75％，100％中的一種或幾種，墊片放置于兩個相鄰緊固件中間，墊片放置方式為對均勻稱連續放置、均勻對稱相鄰放置、連續偏心放置、相鄰偏心放置的一種或幾種。