通过对橡胶密封材料进行加速老化试验,获得橡胶压缩状态下贮存时间与加速老化时间之间的对应关系。按照这一老化关系,对机械密封动态O形辅助密封圈进行不同待机贮存时间的加速老化试验,建立起动态O形辅助密封圈的压缩永久变形及微动摩擦状态随待机贮存时间的变化关系,并对加速老化后的动态O形辅助密封圈进行静态气密性试验和运转试验。试验表明,随动态O形辅助密封圈待机贮存时间的延长,其径向压缩永久变形将增大、微动摩擦力将减小。但这一性能变化在动态O形辅助密封圈正常工作的范围内,即待机贮存30年的动态O形辅助密封圈不会导致机械密封出现失效。

对库存O形密封圈(简称O形圈)进行基于热应力的加速老化试验与存储寿命预测。结合O形圈特点,选取拉断伸长率作为关键指标,根据多温度下拉断伸长率随时间的变化趋势,计算材料的活化能,进而预测O形圈的存储寿命。3种O形圈存储寿命预测值与实际存放情况吻合,证明方法有效。

橡胶老化会引起材料力学性能改变,进而造成防水失效,针对接缝处密封垫开展老化性能的研究具有重要意义。北京地铁6号线起点—金安桥区间为我国第一条暗挖装配式隧道。隧道采用管片作为二衬结构,以三元乙丙橡胶密封垫作为管片接缝处防水材料。为检验接缝防水是否满足耐久性要求,根据时温等效原理,对密封垫的橡胶材料开展了加速老化试验,预测其使用寿命。针对寿命预测计算流程繁琐,编制相应的程序,解决了数据处理中参数需反复试算的难题。此外,对管片密封垫的应力状态进行了数值模拟,分析了老化对密封垫防水的影响,指出密封垫的设计耐水压力至少提高至原设计水压的1.75倍。