核电气动阀门用橡胶隔膜性能检测 （征求意见稿）.docx

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1、团 体 标 准T/CNEA XXX-202X代替 T/CNEA XXX-202X核电气动阀门用橡胶隔膜性能检测Measurement of Rubber Diaphragms for Pneumatic Valve inNuclear Power（征求意见稿）xxxx-xx-xx 发布XXXX-XX-XX 实施中国核能行业协会发布I I III月（jII 弓I言11 I 22规范性引用文件23术语和定义24加速老化原理35要求36老化条件47性能测试6本文件按照GB/T 1.1 -2020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件

2、的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中广核三角洲（太仓）检测技术有限公司提出。本文件由中国核能行业协会归口。本标准起草单位：中广核三角洲（太仓）检测技术有限公司、中广核核电运营管理有限责任公司、阳江核电有限公司、上海一核阀门股份有限公司。本标准起草人：李建喜、周城、周犊、吴俊、王力岗。本标准为首次发布。橡胶隔膜作为核电站阀门气动装置中的关键元件，既是密封件又是受力元件和补偿元件,同时由于其使用工况较为复杂，涉及高温、机械应力等特殊环境，因此需要其具有良好的密封性、强度、屈挠性以及抗老化性能等。目前核电站等所使用的隔膜产生多发性事故，如破损、鼓胀等，严重影响了核电站的运营并导致大量的安全隐患

3、，但关于橡胶隔膜的测试还未有统一的标准，因此需要规范核电站用橡胶隔膜的检测方法，以确保隔膜的质量及服役时间能够满足核电站的需求。本团标主要提供针对隔膜的硬度、力学性能、疲劳性能、永久压缩变形、粘合强度、弹性模量以及破裂强度的测试方法。核电气动阀门用橡胶隔膜性能检测1范围本标准规定了低辐照剂量（不超过lOOkGy）或无辐照条件下核电厂用气动阀门用橡胶隔膜（以下简称隔膜）的定义、要求、性能检测方法。2规范性引用文件下列文件中的有关条款通过引用而成为本规范的条款。凡注日期或版次的引用文件，其后的任何修改单（不包含勘误的内容）或修订版本都不适用于本规范，但提倡使用本规范的各方探讨使用其最新版本的可能性

4、。凡不注日期或版次的引用文件，其最新版本适用于本规范。GB 1688硫化橡胶伸张疲劳的测定GBfT 20027.2橡胶或塑料涂覆织物破裂强度的测定第2部分：液压法GB/T 2941橡胶物理试验方法试样制备和调节通用程序GBfT 3512硫化橡胶或热塑性橡胶热空气加速老化和耐热实验GB528硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定GBfT531.2硫化橡胶或热塑性橡胶压入硬度试验方法第2部分：便携式橡胶国际硬度计法GB532硫化橡胶或热塑性橡胶与织物粘合强度的测定GB 7759.1硫化橡胶或热塑性橡胶压缩永久变形的测定第1部分：在常温及高温条件下JB/T 8864阀门气动装置技术条件HG/T

5、2580橡胶或塑料涂覆织物拉伸强度和拉断伸长率的测定HGfT 3312硫化橡胶弹性模量的测试方法3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。1.1 疲劳性能 Fatigue property隔膜试样在拉伸、屈挠试验后的性能。1.2 老化性能 Aging property隔膜试样在经过辐照或热氧处理以后的性能。1.3 辐照环境 Irradiation environment本标准中的辐照环境是指产品在其全生命周期中所接触的具有低剂量辐射的环境1.4 抗龟裂 Fatigue resistance硫化橡胶在反复屈挠作用下，因应力集中产生龟裂，材料自身抵抗此种变化的性能。1.5 隔膜 Diaphragm膜

6、片式气动执行机构的重要运动部件，用来封闭压缩空气，并在压缩空气和弹簧力的作用下进行直线运动，实现阀门的开关动作。1.6 橡胶材料 Rubber Material橡胶隔膜的主体材料，用来密封压缩空气工作介质，同时与织布粘结硫化形成隔膜组件。1.7 抗疲劳性能 Fatigue Resistance指橡胶隔膜在气动执行机构中抗开关疲劳的性能，该项性能可通过气动执行机构疲劳动作试验进行验证。1.8 设计基准事件 Design Basis Events (DBE)在核电厂设计中，对于一系列的预计运行事件，也按确定的设计准则，采取了针对性的措施。故把预计运行事件、稀有事故和极限事故合在一起，统称为设计基准

7、事件。1.9 设计寿命 Design Life在规定的工况条件下，设备具有满足工作特性的那段时间。4加速老化原理橡胶材料的自然老化周期长，基于自然老化开展其性能研究难以实现，一般采用人工加速老化的方式作为主要的试验研究手段来评价制品的长期稳定性。通过模拟工况条件，在热空气或辐照等实验环境下加速材料的老化，从而使橡胶材料在短时间内产生和长期自然老化出现的类似现象和变化。将加速老化后的橡胶材料进行关键性能测试，与未老化材料的性能进行比对，用于探究环境老化对材料长期稳定性的影响。5要求5. 1外观隔膜产品表面应平整且光滑，无模痕、无气泡、无针孔、无杂质、无污点、无破损，外形完整，尺寸合适，无织物断裂

8、情况，隔膜表面与侧面无突出织物、无毛边，隔膜整体无缺陷、无缺角现象。同一批次及不同批次之间的隔膜外观、颜色不应有明显的差异。上述部分建议表述试验样的通用要求。图1隔膜俯视示意图。图2隔膜截面示意图。6老化条件5.1 热空气老化6. 1. 1概述本标准中使用的方法为强制通风且空气流速高的热空气老化方法，老化箱空气流速、温度灵敏性与可控性等因素都会影响橡胶或制品老化性能，因此不同老化箱实验结果可能不同，无法对比。试样总体积不超过老化箱有效容积的10%,悬挂的试样之间的间距至少为10mm,试样与老化箱壁之间的间距至少为50mlm在整个老化实验期间，应控制老化箱的温度，使试样的温度保持在规定的老化温度

9、允许的公差范围内；老化箱的空气置换次数为每小时310次。老化温度与时间应根据产品标准或双方协定而定，且应在常压环境下进行。达到规定的老化时间后，在测试前，应把待测试样在标准实验条件下调节不少于24h,但不应超过96h。6.1.2强制通风式老化箱可使用下列两种老化箱：（1）1型层流空气老化箱（见图3）。流经加热室的空气应尽可能均匀且保持层流状态。放置试样时朝向空气流向的试样面积应最小，以免扰动空气流动。空气流速应在0.51.5 m/s之间。（2） 2型湍流空气老化箱（见图4）。从侧壁进风口进入的空气流经加热室。在试样周围形成湍流，试样悬挂在转速为51（）r/min的支架上以确保试样受热均匀。空气

10、平均流速应为0.50.25 m/s。图3 1型层流空气老化箱说明：1试样；2一一层流的空气；3加热元件；4空气入口；5换气扇；6空气出口。图4 2型湍流空气老化箱说明：1试样支架；2试样；3湍流的空气；4一一层流的空气；5加热元件；6电机；7空气入口；8换气扇；9空气出口。6.2辐照老化6. 2. 1概述采用叱。-丫射线进行辐照老化实验，辐射齐IJ量率不大于IkGy/h,辐射剂量应根据产品标准或双方协定而定，且应在常压环境下进行，辐射样品时，所有样品均需悬挂，且悬挂试样之间的间距至少为20mm。达到规定的老化时间后，在测试前，应把待测试样在标准实验条件下调节不少于24 h,但不应超过96 h。

11、7. 2. 2辐照设备钻源，活度15万居里。7性能测试7.1 抽样方法将每一批次的成品隔膜中随机抽取35个。7.2 性能测试7.2.1 硬度本部分规定了利用便携式橡胶国际硬度计测量橡胶隔膜的方法。7. 2.1.1 设备使用便携式橡胶国际硬度计。(1)压足压足应为边长20 mm2.5 mm的正方形，内有直径2.5mm0.5 mm的中孔。(2)压针压针顶端为直径1. 575 mm0. 025 mm的半球形。(3)指示装置指示装置用于读出压针末端伸出压足表面的长度，并用硬度值表示出来。指示装置的示值范围可通过下述方法进行校准：在压针最大伸出量为1. 65 mm时指示值为30 IRHD,把压足和压针紧

12、密接触玻璃平面，伸出量为0时指示值为10()IRHDo(4)弹簧在硬度值为30IRHD到100IRHD范围内，弹簧用于对压针施加大小为2. 650.15 N的恒定试验力。7. 2.1.2 制样(1)厚度测试用试样直接经过对橡胶隔膜进行裁剪获得。对于厚度小于6 mm的薄片，为获得足够的测试厚度，试样可以由不多于3片叠加而成，每片的厚度都不应小于2mm。但此法获得的测量结果有可能跟单层的测量结果不一致。用于比对目的的试样，形状及尺寸应该是相似的。(2)表面试样尺寸应足够大，至少为30 mmx30 mm的正方形，测量点与试样任一边缘应至少有12 mm的距离，与压足接触的试样表面应平整。8. 2. 1

13、.3 调节在进行试验前试样应按照GB“ 2941的规定在标准实验室温度下调节至少1 h,用干比较目的的任何单一或系列试验应始终采用相同的温度。8.1 1.4 程序(1)通用程序将试样放于平整、坚硬的刚性表面上。把持好硬度计，使其压针末端中心与试样各边缘至少有12 mm的距离。尽可能快速、无振动地把压足压到试样上。保证压足与试样表面平行，压针与橡胶表面垂直。(2)试验力保持时间施加足够的压力，使压足与试样表面保持紧密接触即可，然后在规定的时间读数。硫化橡胶标准试验力保持时间为3 s,热塑性橡胶为15 s。若采用其他试验力保持时间，需在试验报告中说明。未知类型橡胶当作硫化橡胶处理。(3)测量次数在试样表面不同点进行5次测量，测量点两两间隔至少为6 mm,然后取5次测量结果的中值。7. 2.2拉伸性能本部分规定了橡胶隔膜拉伸强度和拉断伸长率的测试方法。8. 2. 2. 1 设备使用恒速拉伸试验机(CRE)。(1)使用特性机器应装配读出和记录将试样拉伸到断裂所施加的力和相应的试样伸长的装性。为了确保每个试样在所使用的最大刻度的15 %85 %强度下断裂，试验机应装配带有若干刻度的强度指示器。设备的精度应为IS0 75001规定的1级。在机器所使用范围内任何点上