非金属垫片安装在法兰或设备密封面之间后，需要在螺栓预紧力作用下产生适度压缩，以填充法兰表面的微观不平整，同时又要在载荷波动、温度变化和结构位移后保持一定恢复能力。压缩率和回弹率正是评价这种“可压缩、能恢复”特性的基础指标，常用于非石棉纤维橡胶板、柔性石墨、软木类及其他非金属垫片材料的质量评价。
一：压缩率回弹率试验意义
密封垫片既不能过硬，也不能在受压后失去恢复能力。压缩率过低可能使材料难以充分贴合法兰表面，压缩率过大则可能增加过度压缩、挤出或厚度损失风险；回弹率不足时，法兰载荷减小后垫片难以补偿间隙变化，可能导致接触应力下降。
- 评价初始顺应能力：压缩率反映材料在规定压力下产生厚度变形的能力。
- 评价卸载恢复能力：回弹率反映去除主载荷后材料恢复厚度的程度。
- 辅助密封选材：用于比较不同材质、密度和厚度垫片的机械适应性。
- 生产质量控制：监测配方、纤维结构、压延工艺和板材密度变化。
- 批次一致性评价：发现同类垫片材料压缩响应的异常波动。
- 配套密封评价：与密封性、蠕变松弛和耐液性结合判断垫片综合性能。
压缩率和回弹率属于室温短时机械性能指标，并不能直接替代高温压缩、长期蠕变松弛或实际介质密封试验。
二：试验方法
初始厚度测量
将规定尺寸的试样置于试验装置砧板中心，施加规定初载荷并保持相应时间，测量初载荷状态下的试样厚度。该厚度作为压缩率计算的重要基准。
施加主载荷
在初载荷基础上平稳施加主载荷，使试样承受标准规定的总压力。达到规定载荷后保持一定时间，并测量压缩状态下的厚度。
卸载与回弹测量
完成主载荷保持后卸除主载荷，使试样重新处于初载荷状态。经过规定恢复时间后再次测量厚度，用于计算回弹率。
设备变形修正
对于高载荷条件，试验装置本身可能产生微小弹性位移。按方法要求进行设备位移修正，可减少机械系统变形对试样厚度读数的影响。
| 检测参数 | 主要意义 |
|---|---|
| 初载荷厚度 | 建立试样测试前厚度基准 |
| 主载荷厚度 | 反映规定压力下的压缩状态 |
| 卸载恢复厚度 | 反映解除主载荷后的恢复程度 |
| 压缩率 | 评价材料受压后厚度减少比例 |
| 回弹率 | 评价压缩变形中可恢复部分的比例 |
试验通常使用能够施加规定初载荷与主载荷、并进行精密厚度测量的压缩回弹测试装置。压头与砧板应保持良好平行，避免试样受力不均。
三：相关标准
| 标准 | 主要内容 |
|---|---|
| GB/T 20671.2-2006 | 非金属垫片材料分类体系及试验方法 第2部分：垫片材料压缩率回弹率试验方法，当前仍为现行版本 |
| GB/T 20671.2-2026 | 新版压缩回弹率试验方法，已发布，将于2027年3月1日实施并替代2006版 |
| ASTM F36/F36M | 垫片材料压缩率和回弹率试验方法 |
| GB/T 12622 | 管法兰用垫片压缩率及回弹率试验方法 |
| GB/T 20671.5-2020 | 垫片材料蠕变松弛率试验，可用于长期受压性能配套评价 |
截至2026年9月，GB/T 20671.2-2006仍处于现行状态，新发布的GB/T 20671.2-2026尚未到实施日期。项目执行时应根据合同、产品规范和报告用途确认采用版本。
四：试验流程
- 确认垫片材料：记录材质、厚度、密度、批次和使用工况。
- 制备试样：按照标准要求裁取规定尺寸且无明显缺陷的试件。
- 状态调节：按规定环境调节试样状态。
- 检查装置：确认压头、砧板、载荷及厚度测量系统正常。
- 测定设备修正：按方法要求获取试验装置位移修正值。
- 施加初载荷：保持规定时间并记录初始厚度。
- 施加主载荷：平稳达到规定总载荷并保持规定时间。
- 记录压缩厚度：测量主载荷状态下的试样厚度。
- 卸除主载荷：恢复至初载荷并经过规定恢复时间。
- 计算结果：测量回弹厚度并计算压缩率、回弹率。
试样厚度、表面平整度和材料均匀性均会影响结果。多层叠加或特殊厚度试样应严格按照执行标准处理，避免自行改变试样结构造成数据不可比。
五：第三方试验服务
第三方非金属垫片材料压缩率回弹率试验可用于非石棉垫片、纤维增强垫片、柔性石墨材料、软木及其他板状密封材料的研发、来料验收和生产质量控制。
- 室温压缩率；
- 室温回弹率；
- 不同厚度材料对比；
- 不同密度或配方垫片比较；
- 不同批次一致性评价；
- 压缩回弹与蠕变松弛联合分析；
- 压缩回弹与密封性能联合评价；
- 异常厚度恢复和结构破坏分析。
对法兰密封材料进行选型时，建议将压缩率和回弹率与密封性、蠕变松弛、耐液性及高温性能配套评价，而不是仅依据单一回弹率判断实际密封可靠性。
六：密封垫片评价
| 结果特征 | 性能分析 |
|---|---|
| 压缩率适中、回弹率较高 | 材料兼具一定贴合能力和卸载恢复能力 |
| 压缩率过低 | 可能不易补偿法兰表面微观不平整 |
| 压缩率过高 | 需关注高预紧力下过度压缩或挤出风险 |
| 回弹率偏低 | 载荷下降时保持接触应力的能力可能不足 |
| 同批结果离散较大 | 可关注板材密度、纤维分布和制造均匀性 |
| 压缩回弹良好但密封性不足 | 说明泄漏性能还受表面、介质和材料结构等因素影响 |
垫片的理想压缩率和回弹率并不存在适用于所有工况的统一数值。高压、高温、低载荷法兰及不同介质环境对垫片性能要求不同，应依据产品规范和实际密封条件评价。
七：总结
非金属垫片材料压缩率回弹率试验通过初载荷、主载荷及卸载恢复阶段的厚度变化，评价材料短时受压变形和恢复能力。试验应严格控制载荷、保持时间、厚度测量和设备修正，并结合密封性及蠕变松弛性能判断垫片的实际使用可靠性。
关于广州德恺检测
广州德恺检测从事第三方检测、材料检测、成分分析及EMC检测相关业务，所属集团具备CNAS、CMA资质，在全国各地设有分部，拥有10年检测经验。针对非金属垫片及相关密封材料，可结合材质、厚度和使用工况进行材料性能检测需求分析。
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