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📋 BS ISO 3384(英国标准编号 BS ISO 03384)是英国采用 ISO 3384 系列国际标准的国家标准,规定硫化橡胶或热塑性橡胶压缩应力松弛的测定方法。该系列包括:第 1 部分:恒温试验(BS ISO 3384-1:2011+A1:2013)和第 2 部分:温度循环试验(BS ISO 3384-2:2012)。标准由英国橡胶物理测试技术委员会 PRI/22 参与制定,属于国际标准分类 ICS 83.060(橡胶),是评估密封件、垫片、O 形圈等弹性密封材料在长期压缩下保持密封能力(应力保持)的核心试验依据。
BS ISO 03384 系列由两个部分组成:
| 分部 | 标准号 | 方法名称 | 核心特点 | 典型适用 |
|---|---|---|---|---|
| Part 1 | BS ISO 3384-1:2011+A1:2013 | 恒温试验 | 在恒定温度下持续压缩,测量应力随时间衰减 | 常规密封工况、寿命评估 |
| Part 2 | BS ISO 3384-2:2012 | 温度循环试验 | 在温度循环条件下压缩,评估热循环加速松弛 | 温度波动工况、热循环老化 |
两部分均适用于硫化橡胶和热塑性橡胶制成的密封材料,如 O 形圈、垫片、密封条、减振件等。测试通常在一定温度与压缩率下进行,测量规定时间后的残余应力(应力松弛率)。
橡胶在压缩状态下,由于分子链的蠕变、化学键断裂与再交联等物理化学过程,其内部应力会随时间逐渐衰减,这一现象称为压缩应力松弛。密封件依靠初始压缩应力产生密封比压;应力松弛越严重,密封比压下降越多,最终导致泄漏。
应力松弛率 R = (F₀ – Fₜ) / F₀ × 100%
其中 F₀ 为初始压缩力,Fₜ 为时间 t 后的剩余压缩力。应力松弛率越小,表示密封应力保持能力越好。
试样在规定压缩率下夹持,置于恒温箱内保持规定温度(如 70 ℃、100 ℃、125 ℃ 等),在试验期间定期测量压缩力,计算应力松弛率。标准对压缩装置、测力装置、温度控制与试验时间作出规定,并随修正案 A1 更新了附录 C。
试样在温度循环条件下压缩,模拟实际工况中的温度波动(如日间/夜间、季节变化)。温度循环会加速橡胶的老化与应力松弛,因此该法更接近真实服役条件,用于评估热循环对密封性能的影响。
标准对试验设备与试样提出统一要求:
两部分标准的试验程序均遵循”试样制备→调湿→压缩→恒温/循环→定期测力→计算应力松弛率→报告”的流程。主要差异:
| 项目 | 恒温法(Part 1) | 温度循环法(Part 2) |
|---|---|---|
| 温度条件 | 恒定温度 | 温度循环(高低温交替) |
| 适用 | 常规密封寿命评估 | 热循环老化工况 |
| 测量 | 定期测压缩力 | 定期测压缩力 |
| 结果 | 应力松弛率 | 应力松弛率 |
| 附加 | 附录 C(A1 修正) | 校准要求 |
试验通常持续数天至数周,视材料与温度而定。可通过外推法由短期数据估算长期应力保持率,但须注意外推的局限性。
压缩应力松弛数据在密封材料选型与可靠性评估中应用广泛: