橡胶减震垫使用年限评估方案

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这几年国家对企业创新的政策支持是有共目睹的,对新材料的研发,对关健领域材料实现国产替代是迫切的。随着国家及企业在研发上不断投入,相关行业材料的发展也是突飞猛进。但是这毕竟是新材料,材料的短期性能应该是没有问题的,但是在长期的使用中相关的性能指标是还可以满足?这是无法确定的,特别是橡胶减震垫这种材料,使用广,维修和更换的成本非常高,如果没有一个相对预估准确的使用年限,那么使用者如何去保养和维护呢?  这是一个很矛盾的问题,那么我们是否可以通过模拟橡胶减震垫在实际工作中的状态做相关的实验,然后得出相关的数据,通过一些实验数据和模型推导出橡胶减震垫的大概使用年限呢?在说这个答案之前,我们先了解一下市场上对这种材料的不同评价。

橡胶减振垫是一种道床类轨道结构减振产品,适用于对轨道线路本身有特别要求的路段,以及轨道沿线周围对振动和噪音很敏感的房屋和建筑结构。其作用在于减振降噪。

关于寿命问题和更换成本问题,中国铁道科学研究院铁道建筑研究所副主任、研究员,国家环境保护城市噪声与振动控制中心技术委员会委员杨宜谦直言:“实验和实际运用是两码事,二者没有本质关系,除非确实使用了50年以上减振效果依旧,才能说使用寿命50年,否则50年就是个虚数。”

橡胶减振垫在北京轨道交通广泛使用这一说法,北京市轨道交通建设管理有限公司原主任、《浮置板轨道技术规范》主要起草人孙京健予以否认:“橡胶减振垫在6号线、9号线和10号线是试验段,用量很少。”孙京健进一步解释称:“橡胶垫的减振效果肯定是有的,但生产出来的橡胶减振垫目前国家还没有相应的标准,到底能不能使用50年以上我不知道;其次,最大的问题是更换起来很麻烦,需要把钢轨锯开,把混凝土道床吊装起来,费时费力,会影响地铁的正常运营。”

广州合成材料研究院老化研究所简称老化研究所是苏共合作年代,苏联设在广州的一家以研究橡胶和塑料高分子材料的研究院,对于我国的高分子材料做出了很大的贡献。随着改革开放,民进国退的思路,国家要求各大科研机构实行自负盈亏,在科研的道路上实行企业化。所以老化研究所最后最后变成了以高分子材料老化为核心的第三方国家级检测单位,在国内的高分子材料老化这条道条上走了40多年,通过对各种材料老化的研究反推出和预估相关材料的使用年限,并且牵头起草了GB/T20028-2005(硫化橡胶或热塑性橡胶 应用阿累尼乌斯图推算寿命和最高使用温度)和GB/T7142-2002(塑料长期热暴露后时间—温度极限测定),填补我国在高分子材料老化和寿命评估检测能力上的空白。

近年来,还积极参与了国家重大项目上新材料的寿命评估测试,特别是飞机上的密封圈、中微子的亚克力板、5G通信基站用的电缆、居民二代身份证等等,特别是对中国商飞大飞机涉及40多种产品,100多个批次的机用的非金属材料。所以在高分子材料老化及寿命评估的经验及能力上是具有丰富的经验。

因为涉及到相关的保密,所以在橡胶减振垫老化及使用年限评估方案中只截取了一部份。

一、橡胶隔离式减振垫寿命评估实施方案

1.1 总体思路

依照我中心起草的寿命评估标准 GB/T 20028-2005,选择四个老化温度进行热空气加速老化试验,通过数据拟合、模型处理得到橡胶隔离式减振垫使用年限的建议性结论。

1.2 依照标准

GB/T 20028-2005《硫化橡胶或热塑性橡胶应用阿累尼乌斯图推算寿命和最高使用温度》

GB/T 7759.1-2015 《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》

TJ/GW 121-2014 《北京地下直径线工程橡胶浮置板轨道隔振垫暂行技术条件》

1.3 试验设计

1、监测性能(寿命评估数据处理用):材料的压缩永久变形(标准圆柱体)、成品的压缩永久变形(单个圆台结构)

2、辅助监测性能(功能性验证用):成品的动静刚度

3、温度的选择:T1、T2、T3 和 T4(具体温度待定)

4、试验周期:6-8 个月

5、每个温度取样周期:10-15 个周期

6、样品数量:

压缩永久变形(标准样):符合 GB/T 7759.1-2015 规定的 A 型试样:与成品件材质及结构一致,直径(29±0.5)mm,高(12.5±0.5)mm 的圆柱体,试样数量不少于 50 件,3 件试样为一组;

压缩永久变形(成品样):由成品上进行裁剪、制备,样品为单个圆台,试样数量不少于 50 件,3 个试样为一组。

动静刚度样品:为符合 TJ/GW 121-2014 附录 A、B 规定的试样,

样品尺寸为 300mm×300mm 的成品试件,3 件试样为一组,样品数量大于 100 件。
1.4 具体实施

1、采用八台热老化试验箱,其中四台用于压缩永久变形试样的寿命评估试验,另外四台(大尺寸)热老化箱用于动静刚度的功能性验证试验。

2、每台热老化箱中放入相应数量的样品,间隔一段老化时间后取样测试。待该温度下性能到达临界值后,停止该温度的老化试验。

3、功能性验证试验的试验周期依照寿命评估试验的进程而定。

4、根据老化时间及测试的相应数据,进行数据处理、撰写报告。

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  • 本文由 发表于 2019年9月9日 10:39:35
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