[发明专利]一种橡胶密封圈耐二甲醚渗透扩散实验装置及测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及新能源领域，具体涉及一种橡胶密封圈耐二甲醚渗透扩散实验装置及测试方法。

背景技术

二甲醚(DME)简称甲醚，可从煤、天然气及生物质等原料中规模化生产，是一种来源广泛、燃烧高效清洁的新型能源，可用于替代柴油和液化石油气用作车用燃料和民用燃气。考虑到我国“富煤少油缺气”的能源结构，发展煤基二甲醚燃料可以有效缓解当前国内能源供应的紧张局面，同时也将大大降低有害燃烧排放物对环境的污染，因此近年来备受关注。

国内二甲醚产业近年来迅速发展，已有每年千万吨级的产能积累，目前，影响二甲醚能源化普及的技术瓶颈在于密封材料选型问题，二甲醚对常规橡胶密封材料具有较强腐蚀性，同时由于其分子链长度短，较易通过密封材料内部组织渗透扩散，带来燃料储存、运输以及在车辆上实际应用中的安全隐患。实验发现，发动机供油系统的的橡胶密封圈在接触二甲醚一段时间后，出现明显密封失效现象，严重影响到发动机的工作稳定性及可靠性。同样，在液化石油气掺混二甲醚复合燃料的市场供应中，也普遍出现了钢瓶角阀密封圈腐蚀问题，2008年初，国家燃气用具质量检验中心实验证实，随着液化气中掺混二甲醚比例的增加，钢瓶阀门密封圈的外形尺寸变形明显，密封性能降低，易导致漏气现象。2010年3月，由于密封泄漏导致的广东省二甲醚“封杀”事件更是引起社会各界乃至国家部门的关注，致使市场上二甲醚严重滞销，2012年整个行业的开工率不到30％。为化解产品滞销与市场潜在需求旺盛之间的尖锐矛盾，规范整个二甲醚行业的发展秩序，当前急需解决二甲醚密封橡胶件选型这一瓶颈技术问题。

国内外学者就二甲醚对密封橡胶的溶胀腐蚀性问题已开展一定研究，方法上主要以实验为主，但扩散渗透方面开展的工作极为有限，日本二甲醚协会的Nishimoto实验证实：二甲醚在不同密封橡胶中的泄漏状况有所不同，与同为小分子燃料的LPG相比，在同种常规密封橡胶中二甲醚的泄漏率远大于LPG，可见二甲醚的泄漏问题不容忽视。

当前国内外尚无专用二甲醚密封橡胶材料，实际应用中均针对市面上的现有橡胶来进行实验，确定满足二甲醚密封要求的橡胶件。当前各研究机构针对甲醚与橡胶相互作用的实验装置不尽相同，其实验结果相互之间缺乏可对比性。国家有关标准中对于橡胶在液体中浸泡的实验装置主要针对不易挥发的液体溶剂，对二甲醚这类的高沸点燃料实验装置无具体要求，造成橡胶密封件耐二甲醚选型实验难以开展。因此，基于现有二甲醚燃料化应用中的橡胶密封件选型实际问题，考虑到实验开展的可行性与实验结果可对比性，开发一种专用于测试橡胶耐二甲醚渗透扩散性能的实验装置是迫切需要的。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种实验可行性和实验结果可对比性高的一种橡胶密封圈耐二甲醚渗透扩散实验装置及测试方法。

为了实现上述目的，本发明实验装置采取如下的技术方案：

包括圆柱状壳体，其一端开口且连接圆盘形的端盖，形成密封的实验腔室；

所述壳体的圆柱两侧壁上分别开孔且向外延伸设置第一充放接口和第二充放接口，所述第一充放接口和端盖之间的距离小于第二充放接口和端盖之间的距离；第一充放接口连接二甲醚储存罐，第二充放接口连接二甲醚回收罐，或第一充放接口连接二甲醚回收罐，第二充放接口连接二甲醚储存罐；

所述端盖与壳体相连的位置上设置环形的内密封圈槽。

所述端盖上还设置有与内密封圈槽同心的外密封圈槽。

所述外密封圈槽内安装聚四氟乙烯材料制成的密封圈。

所述壳体的开口端为圆环，其内径与壳体内径相同，外径大于壳体外径，且和端盖的直径相同。

所述壳体和端盖通过6个M12C级螺栓连接，所述螺栓均布在圆环及端盖上。

所述实验腔室中安装有活动的侧截面为“井”状的不锈钢样品支架，其中间部分为圆柱形笼式网格结构，其底面半径大于等于30mm，高度大于等于25mm，网格大小为7×7mm；圆柱两端包括长度不小于10mm的支脚架；圆柱侧面包括上下两个圆环状支架，且其上各点至圆柱的距离不小于5mm。

所述第一充放接口和第二充放接口设置在壳体对称的侧壁上，且第一充放接口和第二充放接口上设置螺纹，两个接口和二甲醚储存罐、二甲醚回收罐之间均设置阀门。

所述端盖与壳体相连的侧面上设置有圆筒形定位装置，且其外径等于壳体的内径。

所述壳体和端盖所用材料为不锈钢，耐压极限为5MPa。

本发明测试方法的技术方案是：所述测试包括测试橡胶密封圈耐液体二甲醚扩散性能、测试橡胶密封圈耐液体二甲醚渗透性能和测试橡胶密封圈耐气体二甲醚渗透性能；