GB/T 12621-2008 管法兰用垫片应力松弛试验方法
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资料介绍
ICS 23 . 040 . 60 J 15
中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准
GB/T 12621—2008代替 GB/T 12621—1990
管法兰用垫片应力松弛试验方法
Standard testmethod forstressrelaxation ofgasketsforpipe flanges
2008-05-07 发布 2008-1 1-01 实施
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会
发
布
GB/T 12621—2008
前 言
本标准是对 GB/T 12621—1990《管法兰垫片 应力松弛试验方法》的修订，与 GB/T 12621—1990相比主要变化如下：
— 对标准的适用范围作了修改，增加了非石棉橡胶垫片，聚四氟乙烯垫片，膨胀或改性聚四氟乙烯垫片，柔性石墨复合垫片，具有非金属覆盖层的齿形金属 、波形金属和波齿形金属垫片等;
— 试验方法 A 中，试样由原来的条形试样改为环状试样;
— 试验方法 B 中，针对所增加的垫片种类，补充增加了相应的试验载荷和试验温度等规定;
— 增加了对试验次数和试验报告内容的规定 。
本标准的附录 A 和附录 B 为规范性附录 。
本标准自实施之日起，代替 GB/T 12621—1990 。
本标准由中国机械工业联合会提出 。
本标准由全国管路附件标准化技术委员会归 口 。
本标准起草单位：南京工业大学 、中机生产力促进中心 、浙江国泰密封材料股份有限公司 、宁波易天地信远密封技术有限公司 、宁波天生密封件有限公司 、国家非金属矿制品质量监督检验中心 、华东理工大学 。
本标准主要起草人：顾伯勤 、李俊英 、吴益民 、蔡仁良 、袁奕琳 、励行根 、陈晔 、冯梅 、雷建斌 。
本标准所代替标准的历次版本发布情况为：
—GB/T 12621—1990 。
Ⅰ
GB/T 12621—2008
管法兰用垫片应力松弛试验方法
1 范围
本标准规定了管法兰用垫片应力松弛的 A 、B两种试验方法 。
试验方法 A适用于石棉橡胶垫片 、非石棉橡胶垫 片 、聚 四 氟 乙 烯 垫 片 、膨 胀 或 改 性 聚 四 氟 乙 烯 垫片 、柔性石墨复合垫片等 。
试验方法 B适用于缠绕式垫片，金属包覆垫片，聚四氟乙烯包覆垫片，具有非金属覆盖层的齿形金属 、波形金属和波齿形金属垫片等 。该方法也适用于试验方法 A 所适用的垫片，金属平垫片亦可参照该方法进行 。
2 试验方法 A
2 . 1 试验装置
试验在专用的应力松弛试验装置上进行，装置由上 、下圆平板，中央螺栓，推杆 、垫圈 、螺母和千分表及其组件等组成，如图 1 所示 。上 、下圆平板，中央螺栓，推杆 、垫圈和螺母应由 42CrMo 或性能与之相当的材料制成 。 中央螺栓的标定按附录 A 的规定 。
1 — 上下圆平板;
2 — 中央螺栓;
3 — 千分表组件(包括连接套筒 、推杆和紧定螺钉);
4 — 千分表;
5 — 螺母;
6 — 垫圈;
7 — 试样 。
图 1 适用于试验方法 A 的垫片应力松弛试验装置
1
GB/T 12621—2008
2 . 2 试样
2 . 2 . 1 试验前，试样应在 100℃±2℃的热风烘箱中干燥 1 h ,而后放入盛有合适的干燥剂的干燥器中冷却至 21 ℃ ~ 30 ℃ 。
2 . 2 . 2 除另有规定外，试样应为外径 44 mm、内径 22 mm,厚度为 1 . 5 mm 的圆环 。
2 . 3 试验条件
压紧力：23 . 8 kN ;
试验温度：除另有规定外，100 ℃ ±2 ℃ ;
试验时间：除另有规定外，22 h 。
2 . 4 试验程序
2 . 4 . 1 检查试验装置的各部件，清洁上 、下圆平板表面，并用合适的润滑剂润滑螺栓螺纹及垫圈 。
2 . 4 . 2 试样对中安装于两圆平板之间 。
2 . 4 . 3 装上中央螺栓 、垫圈及螺母，用手将螺母拧紧 。
2 . 4 . 4 装上千分表组件，并将千分表读数调到零 。
2 . 4 . 5 用扳手连续 、均匀拧紧螺母，直至与试验所规定的压紧力相应的千分表读数，记录该读数 D0 。加载时间应不超过 3 s 。 当压紧力为 23 . 8 kN 时，螺栓的典型伸长量为 0 . 109 mm ~ 0 . 113 mm 。
2 . 4 . 6 卸除千分表组件 。 除另有规定外，将装有试样的试验装置放入温度为 100℃±2℃的热风烘箱内，保温 22 h 后取出，冷却至室温 。
2 . 4 . 7 重新安装千分表组件，并将千分表读数调到零 。
2 . 4 . 8 在不扰动千分表的条件下，松开螺母，并记录千分表读数 Df 。
2 . 5 试验次数
从同一样本中选取若干个试样，并随机抽取不少于三个试样进行试验 。
2 . 6 应力松弛率计算及试验结果
2 . 6 . 1 应力松弛率按公式(1)计算：
应力松弛率( %) = × 100 ……………………………( 1 )
式中：
D0 — 试验装置放入烘箱前的千分表读数(即螺栓的初始伸长量)，单位为毫米(mm) ;
Df — 试验装置从烘箱中取出，冷却至室温后的千分表读数(即螺栓的残余伸长量)，单位为毫米(mm) 。
2 . 6 . 2 取全部试验的平均值作为最终的试验结果，取两位有效数字 。
3 试验方法 B
3 . 1 试验装置
3 . 1 . 1 试验在专用的垫片应力松弛试验装置上进行，试验装置由中央螺栓 、上下法兰 、定距块 、加载螺母和加热装置等组成，如图 2 所示 。其中载荷测量系统由设置在中央螺栓上部的千分表 、下部的调节螺钉及与之相连的中心测量杆所组成 。加热装置由电加热器 、热电偶及温控仪组成 。试验装置的标定按附录 B 的规定 。
3 . 1 . 2 中央螺栓材料为 35CrMoA,并经调质处理 。
3 . 1 . 3 中央螺栓在 20℃及试验温度下的载荷— 变形特性应经严格标定，并换算成以垫片应力及千分表读数为坐标的应力松弛计算图 。
3 . 1 . 4 温度控制系统的控制精度应在 ±1℃以内 。
2
GB/T 12621—2008
1 — 千分表;
2 — 夹持套;
3 — 千分表架;
4 — 加载螺母;
5 — 加力杆;
6 — 推力球轴承;
7 — 中心测量杆;
8 — 中央螺栓;
9 — 上法兰;
10 — 试样;
11 — 下法兰;
12 — 紧固螺母;
13 — 支架;
14— 调节螺钉;
15 — 热电偶;
16 — 保温套;
17 — 销子;
18 — 螺塞;
19 — 电热丝(1 kW) ;
20 — 保温盖板;
21 — 定距块 。
图 2 适用于试验方法 B 的垫片应力松弛试验装置
3
GB/T 12621—2008
3 . 2 试样
3 . 2 . 1 试样按 2 . 2 . 1 的规定进行预处理 。
3 . 2 . 2 除另有规定外，试样的公称直径为 DN32 ,公称压力不大于 PN50 。
3 . 3 试验条件
除另有规定外，试验条件按表 1 的规定 。
表 1 试验条件
试 样 名 称
垫片应力MPa
试验温度℃
试验时间h
石棉橡胶垫片
40
300
16
非石棉橡胶垫片
聚四氟乙垫片和改性聚四氟乙垫片
35
200
膨胀聚四氟乙垫片
25
200
柔性石墨复合垫片
35
300
具有非金属 覆 盖 层 的 齿 形 金 属 、波 形 金 属 和 波 齿 形 金 属垫片
45
300
金属包复垫片
60
300
聚四氟乙烯包复垫片
35
150
缠绕式垫片(填充石棉 、非石棉 、柔性石墨)
70
300
缠绕式垫片(填充聚四氟乙烯)
70
200
3 . 4 试验程序
3 . 4 . 1 将试样对中放置于上 、下法兰面间，通过中央螺栓底部的调节螺钉将千分表读数调到零 。
3 . 4 . 2 用加力杆拧紧加载螺母，压紧试样，使千分表读数达到与之对应的规定的垫片应力 。 5 min 后若发现千分表读数下降，再次拧紧螺母到初始读数，并记录该读数 A1 (μm) 。
3 . 4 . 3 接通电加热器，1 h 内从室温均匀地加热到试验温度 。
3 . 4 . 4 在试验温度下保持 16 h ,调节温控仪，使温度波动小于 1 . 5% 。记录千分表读数 A2 (μm) 。
3 . 4 . 5 在试验温度下，将螺栓卸载并记录千分表读数 A3 (μm) 。
3 . 5 试验次数
从同一样本中选取若干个试样，并随机抽取不少于三个试样进行试验 。
3 . 6 应力松弛率计算及试验结果
3 . 6 . 1 由读数 A1 及 A2 和 A3 的差值，从垫片应力与千分表读数的标定曲线(见附录 B 中的图 B. 3)查得 A1 对应的垫片应力(即 20℃下垫片的初始压缩应力)SK ( MPa)和(A2 -A3 )对应的垫片应力(即垫片的残余应力)SG ( MPa) 。
3 . 6 . 2 垫片的应力松弛率按公式(2)计算：
应力松弛率
式中：
SK — 20℃下垫片的初始压缩应力，单位为兆帕( MPa) ;
SG — 垫片的残余应力，单位为兆帕( MPa) 。
3 . 6 . 3 取全部试验的平均值作为最终的试验结果，取两位有效数字 。
4 试验报告
试验报告应包括以下内容：
— 本试验方法的标准号和采用的试验方法(方法 A 或方法 B) ;
4
GB/T 12621—2008
— 试验垫片的名称 、材料 、尺寸 、标记;
— 试样编号 、数量;
— 试验条件(垫片应力 、试验温度 、试验时间);
— 试验结果(每个试样的应力松弛率值及该样品的平均值);
— 试验人员 、日期 。
5
GB/T 12621—2008
附 录 A
(规范性附录)
应力松弛试验方法 A 的中央螺栓标定方法
A.1 标定装置
A.1 . 1 试验装置
试验装置由应力松弛试验装置中的中央螺栓 、螺母 、千分表组件 、垫圈和千分表及其上 、下支架等组成，如图 A. 1 所示 。
1 — 千分表;
2 — 连接套筒;
3 — 紧固螺母;
4 — 垫圈;
5 — 中央螺栓;
6 — 下支架;
7 — 上支架 。
图 A.1 中央螺栓的标定装置
A.1 . 2 拉伸试验机
在加载 23 . 8 kN 时，该试验机的最大允许系统误差应小于施加载荷的 0 . 5% 。
A.2 标定方法
A.2 . 1 把卸除两个圆平板的应力松弛试验装置安装在上下两个支架上，调整间距为两个圆平板厚度及试样厚度(1 . 5 mm)之和 。
A.2 . 2 将标定装置安装在拉伸试验机上，不施加载荷，调整千分表读数至零 。
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GB/T 12621—2008
A.2 . 3 施加拉伸载荷至 3 . 4 kN ,保持此载荷，记录千分表指示的螺栓伸长量 。继续增加载荷，记录每
3 . 4 kN 载荷增量时的螺栓伸长量，直至达到 23 . 8 kN 的总载荷 。
A.2 . 4 卸除螺栓载荷，记下载荷为零时的千分表读数 。
A.2 . 5 按 A. 2 . 2 ~ A. 2 . 4 的内容重复操作三次，确认各载荷下千分表读数偏差在 ±2 μm 之内 。
A.2 . 6 作出 0 kN ~ 23 . 8 kN 的螺栓载荷与对应的螺栓伸长量的关系曲线，该曲线必须是直线 。 当螺栓载荷与伸长量关系不呈直线时，该中央螺栓不能继续使用，必须更换新的中央螺栓 。
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GB/T 12621—2008
附 录 B
(规范性附录)
应力松弛试验方法 B 的试验装置标定方法及计算示例
B.1 应力松弛试验装置标定方法
B.1 . 1 设备
带有千分表和承载套筒的盘式测力计以及能提供足够压缩载荷的压力机 。
B.1 . 2 盘式测力计的标定
B.1 . 2 . 1 将盘式测力计(代替上定距块)安装在应力松弛试验装置上，用承载套筒代替加载螺母和紧固螺母，如图 B. 1 所示 。
1 — 压力机压头(上);
2 — 千分表;
3 — 盘式测力计;
4 — 压力机压头(下);
5 — 承载套筒(下);
6 — 承载套筒(上)。
图 B.1 盘式测力计标定示意图
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GB/T 12621—2008
B.1 . 2 . 2 安装完毕后将该装置放到压力机上 。
B.1 . 2 . 3 室温下，以适当的载荷增量加载，直至最大压缩载荷达到 103 kN ,记录载荷与相应的千分表读数，然后卸载 。
B.1 . 2 . 4 将 装 置 加 热 至 试 验 温 度，保 持 该 温 度 1 h 。 以 适 当 的 载 荷 增 量 加 载，直 至 最 大 载 荷 达 到103 kN ,记录载荷与相应的千分表读数 。
B.1 . 3 应力松弛试验装置的标定
B.1 . 3 . 1 将盘式测力计安装在应力松弛试验装置中，如图 B. 2 所示 。
1 — 千分表(与中央螺栓相连);
2 — 加载螺母;
3 — 盘式测力计;
4 — 紧固螺母 。
图 B.2 应力松弛试验装置标定示意图
B.1 . 3 . 2 室温下，用加载螺母加载，使盘式测力计的千分表读数与 上 述 B. 1 . 2 . 3 所 得 到 的 数 值 相 一致 。记录载荷和与中央螺栓相连的千分表的读数 。
B.1 . 3 . 3 将该装置加热至试验温度，保持该温度 1 h 。用加载螺母加载，使盘式测力计的千分表读数与上述 B. 1 . 2 . 4 所得到的数值相一致 。记录载荷和与中央螺栓相连的千分表的读数 。
B.1 . 3 . 4 将 B. 1 . 3 . 2 和 B. 1 . 3 . 3 所得到的数据标绘成以垫片应力和千分表读数表示的标定曲线，如图 B. 3 所示 。
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图 B.3 垫片应力与千分表读数的标定曲线
B.2 计算示例
B.2 . 1 试样为柔性石墨带填充的缠绕式垫片，试样外径 64 . 4 mm、内径 49 . 6 mm 。
B.2 . 2 中央螺栓在 20℃及 300℃下的载荷 — 变形特性经标定，并换算成垫片应力与千分表读数的标定曲线图(图 B. 3) 。
B.2 . 3 按 3 . 4 规定的操作程序，分别记录千分表读数 A1 、A2 和 A3 的数值为 180 . 1 μm 、132 . 8 μm 和
- 15 . 0 μm 。
B.2 . 4 由读数 A1 及 A2 和 A3 的差值，从图 B. 3 中相应的 20℃及 300℃下垫片应力 — 千分表读数曲线上分别查得垫片初始压缩应力 SK = 70 MPa 和垫片残余应力 SG = 53 . 7 MPa 。
B.2 . 5 垫片应力松弛率计算如下：
应力松弛率
= 23 . 29
10
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管法兰用垫片应力松弛试验方法
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开本 880 × 1230 1/16 印张 1 字数 20 千字
2008 年 9 月第一版 2008 年 9 月第一次印刷
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书号：155066 ·1-32214
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