Application of Rubber's Gas Permeability Test in Auto's Inner Tire

Abstract: The paper introduces the theory of rubber's gas permeability test standard GB/T 7755，the structure of permeability chamber the operation procedure, and how to test the auto's inner tire according to the standard.Besides that，it also compares this test method with current gas permeability test of auto's inner tire。

Keywords: standard, permeability, auto's inner tire，test

1、概述

    目（mù）前汽車車輪內胎大都采用（yòng）丁基橡膠、或丁基橡膠和其它橡膠的並（bìng）用膠，用於內胎（tāi）的橡膠材料除要求具有高強度的耐拉伸、耐撕裂性能外，還要求有良好的氣密性，以保證汽車長時間不需要充氣。要了解（jiě）哪一種生（shēng）產工藝生產的何種成分橡膠具有更（gèng）好（hǎo）的氣密（mì）性，需要對相關產品做氣密性（xìng）試驗（yàn）。現在（zài）行業（yè）內一般的試驗方法為：把整隻內（nèi）胎充足氣，並（bìng）連上（shàng）壓力表，觀察一段時間內整隻內胎的壓降。這種整體性的測試方法目前除了通過觀察壓力表壓降的做法外，還沒有其它理想的實現方（fāng）式。此測試方（fāng）法精度低、耗時長，操作起來很不方便。GB/T 7755——2003（硫化橡膠或熱塑性（xìng）橡膠 透氣性的測定）給出了一種測（cè）試橡膠材料氣密性的方法，能夠快速準確地檢驗出哪（nǎ）種橡膠更具有良好的氣密性（xìng），從而可進（jìn）一步計算出用哪一種橡（xiàng）膠製做的車輪內胎有（yǒu）更良好的密封性。

    如下圖，把一個（gè）圓（yuán）形試樣放入保（bǎo）持恒溫的（de）透氣（qì）室模腔，試樣把模腔分割為上下兩（liǎng）部分，上腔施加一定的（de）壓力，以使氣體在壓差下穿透試樣，所（suǒ）以也叫高壓側（cè），而（ér）下腔則一般被（bèi）稱做低壓側。將高壓側連接到一個恒壓氣體貯存器上，確（què）保在整個測試過程中（zhōng）高壓側保（bǎo）持（chí）恒壓，氣體穿過試樣向低壓側滲透，低壓側容積一定為V，故壓力會由P增加△P，滲透到低壓側的氣體體積為△V，則原來氣體的體（tǐ）積被壓縮為（wéi）V-△V，采用一個高精密壓力傳感器監（jiān）測低壓側的壓力變化△P，即（jí）可由（yóu）下式計算出氣體的滲透量△V：

P·V=（P+△P）·（V-△V） （1）

透（tòu）氣室結構示意圖

3、測（cè）試過程

a、從待測材料上（shàng）仔細選取平（píng）整、無劃痕、無穿孔、表麵無附著物及其它缺陷的試樣，在其上裁取要求尺寸的圓形試樣、 試樣厚度的最大偏差不應超過平均厚度的10％；

b、  用（yòng）軟（ruǎn）質材料擦淨測試下腔表麵的灰（huī）塵、或以前試驗時留下的真空油脂等；

c、  在下腔的密封區域均勻地塗上一層真空油脂（zhī）；

d、  將裁好（hǎo）的多孔墊片放置在低壓側（cè），做為試樣的支（zhī）撐，以抵抗高壓側氣（qì）體壓力負（fù）荷，使試樣在整（zhěng）個測試過程中不會產生明顯的變形，但不能讓（ràng）多孔墊片接觸到真空油（yóu）脂（zhī）；

e、  試樣平（píng）整地放好（hǎo），盡可能（néng）地讓多孔墊片和密封膠圈處於同（tóng）心的位置；

f、  把高壓室和低壓室合在一起，並保持（chí）密封狀態；

g、將（jiāng）透氣（qì）室（shì）的高壓側與貯（zhù）氣瓶連接，根據試樣的透氣性，試驗壓力可以設置為0.2MPa～0.5MPa；

h、檢測低（dī）壓側的壓力上升情況。

4、GB/T 7755測試方法（fǎ）在汽車內胎上的應用

    GB/T 7755測試方法應用（yòng）在汽車內胎（tāi）的透氣（qì）性檢測上，可以大大提高檢測精（jīng）度，縮短測（cè）試時間。執行這個標（biāo）準的測（cè）試儀器，根據標準（zhǔn）要求低壓側的容積應做得很小，在本文中暫取為12ml，試樣滲透麵積取為36cm²，儀器測（cè）試精度為（wéi）0.3Pa ，若儀器（qì）監測到低壓側0.3Pa的壓力變化，可運用（yòng）公式（1）計（jì）算氣體滲透量。

    式中取（qǔ）低壓側的壓（yā）力P=0.1MPa，V=12ml，△P=0.3Pa，可得出△V=3.6×10^-5 ml，即（jí）低壓側的容積增加了3.6×10^-5 ml，若高（gāo）壓側的壓（yā）力按0.2 MPa計算，則（zé）高壓側的氣體損失為1.8×10^-5 ml，此數值即為高壓（yā）側在試樣36cm²麵積上的氣體滲透量。

    一（yī）個汽車（chē）內胎的（de）外表麵積約為0.6m²,根據上麵的計算（suàn）結果可得出其滲透量為（wéi）0.003 ml，這個滲透量會引起一個容積為（wéi）22L的輪胎多（duō）大的壓力降呢？按下式計算：

P1·（V1-△V）=（P1-△P）·V1

式中P1=0.2MPa為（wéi）汽車內（nèi）胎內部（bù）的壓力；

V1=22L為汽車內胎的（de）容積；

△V=0.003 ml為汽車內胎的泄露量。

可得出△P=0.0272Pa，

    也（yě）就（jiù）是說，同一種材料在相同的測試條件下，當用GB/T 7755測試方法可以監測到0.3Pa的壓力變化時，傳統檢測方法隻能監測到0.0272 Pa的壓力變化，如果希望用傳統方法監（jiān）測到0.3Pa的輪胎壓力變化，必（bì）須要付出11倍於GB/T 7755測（cè）試方法所用的時間。如（rú）果再考慮傳統方法使用的壓（yā）力表分辨精度一般（bān）在100Pa以上，那麽當等到輪胎的壓力變化達（dá）到壓（yā）力表的最小分辨精度（dù）100Pa時，測試時間將3600多倍（bèi）於GB/T 7755測試方法。

    另外，GB/T 7755測（cè）試方（fāng）法實現了對特定材（cái）料的特定檢測，其檢測結果僅僅決定於材料本身，和其它因素無關，對內胎材料的（de）選取、改進都有很好的指導意（yì）義。

5、結束語（yǔ）

    為了獲得高品質的產品，或者為了（le）加快產品更新換代（dài）的（de）速度，除了在（zài）技術、工藝等方麵需要不斷改進外，還要有理想的檢測手段做保 障，快速準確（què）的數據檢測對科研或生產往往會起到決定性的作用。