ICS 83.140.50 CCS G 43 中华人民共和国国家标准 GB/T 278002021 代替GB/T27800—2011 静密封橡胶制品使用寿命的 快速预测方法 Determination of the life for static sealing rubber products 2021-12-01实施 2021-05-21发布 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/T27800—2021 前言 本文件按照GB/T1.1一2020《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。 2011相比，除结构调整和编辑性修改外，主要技术变化如下： a）增加规范性引用文件GB/T1683、GB/T1690、GB/T5720（见第2章）； b) c） 增加了“术语和定义”一章（见第3章）； (P 试样中增加了GB/T1683中的压缩永久变形试样（见5.1），O形圈试样改为引用GB/T5720 中的试样（见5.1、5.2,2011年版的4.2）； e） 每个试验温度的第一次性能测试，压缩永久变形的变化从“不应高于20%”改为“不应高于 10%”，压缩应力松弛的变化从“不应低于初始值的80%”改为“不应低于初始值的90%” （见7.3.2，2011年版的6.1.2.3）； f) 增加了回归方程的显著性检验（见9.3）； g) 增加了性能的预测（见9.4）； h）增加了考虑置信水平下性能的上限计算（见9.5）。 本文件由中国石油和化学工业协会提出。 本文件由全国橡胶与橡胶制品标准化技术委员会（SAC/TC35）归口。 本文件起草单位：西北橡胶塑料研究设计院有限公司、新兴铸管股份有限公司、西安向阳航天材料 股份有限公司、成都盛帮密封件股份有限公司、青岛海力威新材料科技股份有限公司广东天诚密封件 限公司、南京东润特种橡塑有限公司、卡勒克密封技术（上海）有限公司际华三五一七橡胶制品有限公 司、河北友联橡胶制品有限公司。 本文件主要起草人：魏浩、曹元礼、王恩清、叶长青、范德波、刘中国、何洪、王亮燕、高法训、李恩军、 江文养、曾建华、曾轶、苏风淼、李志辉、樊艳艳、信绍广、冀建波、王少波、黄首彬、周慧、黄良根、王敏、 张小妹、周江帆、韩平。 本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为： —2011年首次发布为GB/T27800—2011； ——本次为第一次修订。 1 GB/T27800—2021 静密封橡胶制品使用寿命的 快速预测方法 1 范围 本文件规定了静密封橡胶制品使用寿命的快速预测方法， 本文件适用于预测静密封橡胶制品在压缩（径向压缩12%～25%，轴向压缩15%~40%）状态下， 在与各种介质和空气接触时的使用寿命，也适用于预测自由状态下的橡胶制品的贮存期 2规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文 本文件。 GB/T 528 硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定 GB/T 1683 硫化橡胶恒定形变压缩永久变形的测定方法 GB/T1685 硫化橡胶或热塑性橡胶在常温和高温下压缩应力松弛的测定 GB/T1690 硫化橡胶或热塑性橡胶耐液体试验方法 GB/T3512 硫化橡胶或热塑性橡胶热空气加速老化和耐热试验 GB/T 5720 O形橡胶密封圈试验方法 GB/T 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 GB/T15905硫化橡胶湿热老化试验方法 3术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 临界值threshold value 橡胶制品在贮存或使用条件下由于受到环境应力的综合作用，使其某一关键性能下降，当该关键性 能下降至导致橡胶制品失效时的性能值。 4原理 静密封橡胶制品在贮存及使用条件下的性能变化，主要是由于热、氧、机械应力和接触的油、水等介 质的综合作用。在一定的温度范围内，静密封橡胶制品的高温加速老化与使用条件下的老化机理是相 同的，老化速度常数与温度的关系符合阿伦尼乌斯方程。利用高温加速老化试验得到的数据，可外推计 算使用温度下的使用寿命。 静密封橡胶制品使用寿命的预测，试验项目宜选择积累压缩永久变形或压缩应力松弛；橡胶制品购 存期的预测，试验项目宜选择拉断伸长率。 1 GB/T27800—2021 5试样 5.1试验项目选择压缩永久变形时，试样应符合GB/T1683、GB/T7759.1或GB/T5720的要求；试 验项目选择压缩应力松弛时，试样应符合GB/T1685或GB/T5720的要求。 5.2试验项目选择拉断伸长率时，试样应符合GB/T528或GB/T5720的要求。哑铃状试样的规格应 与生产橡胶制品的混炼胶初始性能指标测试时的试样规格保持一致。 6试验仪器 6.1热空气老化箱 热空气老化箱应符合GB/T3512的规定。 6.2 湿热试验箱 湿热试验箱应符合GB/T15905的规定。 6.3 拉力试验机 拉力试验机应符合GB/T528的规定。 6.4压缩应力松弛仪 压缩应力松弛仪应符合GB/T1685的规定。 7试验条件 7.1试验温度 7.1.1老化试验温度不应少于5个，相邻温度间隔不少于10℃。 7.1.2试验温度的上限因生橡胶、硫化体系不同而异。推荐的试验温度上限参见附录A的表A.1。试 验时间允许的情况下，降低试验温度，可提高预测的准确度。 7.2 试验湿度 考虑相对湿度影响的加速老化试验，试验时的相对湿度与使用环境下的相对湿度相一致。 7.3试验时间 7.3.1每个试验温度下试验数据不应少于10个。时间间隔可根据性能变化的情况而定。对于压缩永 久变形，两次试验结果之差控制在10%以内；对于应力松弛和拉断伸长率，两次试验结果之差应控制在 原始值的10%以内。 不应低于原始值的90%，拉断伸长率的变化不应低于原始值的90%。 7.4压缩率 对于试验项目为压缩永久变形或压缩应力松弛的老化试验，试样的压缩率应与静密封橡胶制品使 S用条件下的压缩率一致。也可按照GB/T7759.1、GB/T1683、GB/T5720或GB/T1685进行选取。 2 GB/T27800—2021 8试验步骤 8.1加速老化试验 通常加速老化试验应按GB/T3512进行；如需考虑相对湿度影响时，加速老化试验应按 GB/T15905进行；如是浸泡在液体中使用时，加速老化试验应按GB/T1690进行。易水解橡胶材料 （如硅橡胶、丙烯酸酯橡胶）的加速老化试验，应按GB/T15905进行。 8.2加速老化试验过程中性能的测定 8.2.1压缩应力松弛的测定 8.2.1.1压缩应力松弛的测定按GB/T1685进行。将试样压缩到规定的压缩率后，在标准试验室环境 下停放3d后，测定的应力值为初始应力。经加速老化试验（见8.1）后，将夹具从老化箱中取出，在标准 试验室环境下停放1d后测试并记录的应力为老化后的应力，计算其压缩应力松弛。 8.2.1.2再次将夹具放人老化箱，进行下个周期的老化，并再次测定、记录和计算经老化后的压缩应力 松弛。如此循环多次测定、记录和计算压缩应力松弛。 时，终止试验；另两个较低温度的试验，压缩应力松弛小于原始值的50%时，终止试验。 8.2.2压缩永久变形的测定 8.2.2.1压缩永久变形测定按照GB/T7759.1进行。将试样压缩到规定的压缩率后，在标准试验室环 境下停放3d，然后打开夹具，再停放1d后测定其高度为初始高度。试样经加速老化试验（见8.1）后， 从老化箱中取出夹具并去掉负荷，在标准实验室条件下停放1d后测定并记录其试样高度，计算其压缩 永久变形。 8.2.2.2把试样重新放人夹具并送回老化箱中进行下一个周期的老化，再次测定、记录和计算压缩永久 变形。如此循环多次。 8.2.2.3对于5个温度中的3个较高温度的试验，压缩永久变形达到临界值（见9.6.1）或大于70%时， 终止试验；另两个较低温度的试验，压缩永久变形大于50%时终止试验。 8.2.3拉断伸长率的测定 8.2.3.1拉断伸长率测定按照GB/T528进行。老化前的拉断伸长率取10个哑铃状试样结果的平均 的拉断伸长率值。 30%时，终止试验；另两个较低温度的试验，拉断伸长率应小于原始值的50%时终止试验。 9结果处理 9.1老化系数y与老化时间t和试验温度T之间的关系 老化系数y与老化时间t和试验温度T之间的关系可用公式（1)描述： 3 GB/T27800—2021 式中： y 老化系数； B 理论上等于1的常数； t 老化时间，单位为天（d)； T 试验温度，单位为开尔文（K)； bo,b1,b2——待定系数。 注1：老化系数与老化时间t和试验温度T之间的关系的推导参见附录B 注2：对于应力松弛，老化系数为老化时间t时的应力f与老化前的初始应力f。的比值，f/f。；对于拉断伸长率， 老化系数为老化时间t时的伸长率L与老化前的伸长率L。的比值，L/L。；对于压缩永久变形，老化系数为1 减老化时间t时压缩永久变形率C%，1-C%。 9.2公式参数的计算 9.2.1系数矩阵的计算 Y,logt = X 令公式(1)中的log X2，公式（1)变为公式（2)： Y=bo+biX1+b2X2 ...(2 ) 对公式（2）进行二元回归即可求得参数6。，b1，b2。 [1 Xn X2 YI bo Xi2 X22 令X .β b Y. [b2 [1XinX2n 其中Xia，X2，Y.分别为第n组试验数据转换后的X1，X，和Y。 根据二元回归算法可知，系数矩阵β=（XX）-1X'Y，通过矩阵运算即可得到系数矩阵β，即得到 b6。，b1，b2。回归方程的表述见公式（3）： Y=Xβ ·(3) 9.2.2参数B的确定 公式（1)中的参数B采用逐次逼近的方法求解。逼近的准则是令B估计精确到小数点后三位时， 使公式（4)的计算结果最小。 I=-, (y/-5)2 :(4) 式中： 第i个老化性能指标的试验值； 第i个老化性能指标通过二元回归计算的预测值。 9.3回归方程的显著性检验 对回归方程的显著性检验，可通过计算统计量F来进行，F值的计算式见公式（5）： Sr/2 F: ·(5) s./(n - 2-1) 式中： n 试验数据的点数； Sr 回归平方和，Z(Y,-Y)"； 4 GB/T 27800—2021 残差平方和，Z（Y—Y.)。 对各自变量的显著性检验，可通过计算统计量F，来进行，F，值的计算式见公式（6）： 房 F, (6) Ci,G2 式中: 6, 一回归系数； —剩余标准差； Cjj 从公式（7）的矩阵C计算得出。 111 112 C =L-1 (7 ) 121 122 其中l111221、22从公式（8)计算得出： lu=(Xu-X.)(X-X,) (8) 9.4性能的预测 据log Y(见9.2.1)，得