GB/T 5250-1993 可渗透烧结金属材料流体渗透性的测定-检测标准-检测项目-北检院

标准中涉及的相关检测项目

《GB/T 5250-1993 可渗透烧结金属材料流体渗透性的测定》是针对可渗透烧结金属材料的标准，主要用于评定这些材料在流体渗透方面的性能。以下是该标准中提到的相关检测项目、检测方法以及涉及的产品概要：

检测项目：

流体渗透率测定
材料的孔隙率评估
流体的流速和压力差测定

检测方法：

流体渗透率测试法：通常采用气体或液体通过材料的方式，加以定量检测其渗透性。
差压法：测量流体在材料上游和下游两测的压力差，计算出渗透系数。
定量法：通过已知流量的流体，测定经过材料时的变化以此计算材料的渗透能力。

涉及产品：

多孔烧结金属及合金材料
过滤器和过滤元件
工业用多孔结构材料
流体控制相关部件及器械

该标准为产品的研发、生产以及应用中的质量控制提供了重要的技术依据和检测规范指导。

GB/T 5250-1993 可渗透烧结金属材料流体渗透性的测定的基本信息

标准名：可渗透烧结金属材料流体渗透性的测定

标准号：GB/T 5250-1993

标准类别：国家标准(GB)

发布日期：1993-01-02

实施日期：1994-09-01

标准状态：现行

GB/T 5250-1993 可渗透烧结金属材料流体渗透性的测定的简介

本标准规定了测定可渗透烧结金属材料的流体渗透性的方法，材料中的孔隙是连续贯通的或者互相连结的，并且试验是在流体渗透性可用粘性和惯性渗透系数来表示的情况下进行的。本标准不适用于很长的小直径管状试样，其中流体通过圆柱形内孔的压力降与流体通过壁厚的压力降相比不可忽略。GB/T5250-1993可渗透烧结金属材料流体渗透性的测定GB/T5250-1993

GB/T 5250-1993 可渗透烧结金属材料流体渗透性的测定的部分内容

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中华人民共和国国家标准

可渗透烧结金属材料

流体渗透性的测定

Permeable sintered metal

materials--- Determination

of fluid permeability

GB/T 5250—-93

代替GB525085

本标准等同采用国际标准IS04022一1987《可渗透烧结金属材料流体渗透性的测定》。主题内容与适用范围

本标准规定了测定可渗透烧结金属材料的流体渗透性的方法，材料中的孔隙是连续贯通的或者互相连结的，并且试验是在流体渗透性可用粘性和惯性渗透系数来表示的情况下进行的（见附录A）。本标准不适用于很长的小直径管状试样，其中流体通过圆柱形内孔的压力降与流体通过壁厚的压力降相比不可忽略。

2引用标准

5可渗性烧结金属材料

含油率的测定

GB/T 5165

3符号与定义

本标准所用的符号与定义见表1。表1

渗透性

粘性渗透系数

惯性渗透系数

体积流量

上游压力

下游压力

平均压力

在压力梯度作用下，流体通过多孔金属的能力当流体阻力仅为粘性损失，在单位压力梯度作用下，单位动力粘度的流体通过多孔金属的单位面积的体积流量当流体阻力仅为惯性损失，在单位压力梯度的作用下，单位密度的流体通过多孔金属的单位面积的体积流量流体的质量流量除以其密度

在试样上游的压力

在试样下游的压力

上游和下游压力的平均值

在多孔试样的上游和下游之间的压力差国家技术监督1993-12-24批准

1994-09-01实施

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压力梯度

试验面积

动力粘度

平均绝对温度

空白压降

GB/T 5250—93

续表1

多孔试样的单位厚度产生的压降体积流量与试验面积之比

垂直于流体流动方向的多孔金属的面积在流体流动方向的试样尺寸

圆简长度(见图2)

在平均温度和压力下流体的密度牛顿定律所确定的动力粘度系数在试样上游和下游两侧的流体温度的平均值当试验仪器的试验位置不放试样时，在上游和下游的测压口之间观察到的压降

让已知粘度和密度的试验流体通过试样，并测定其压降与体积流量。单位

粘性和惯性渗透系数由压降、体积流量、流体的粘度与密度，以及流体透过多孔金属试样的几何尺寸等参数所确定。

5装置

5.1夹具

夹具主要根据试样的形状、尺寸和物理特性进行选择。本标准提供了两种不同类型的适用于测定多孔试样流体渗透性的夹具。

5.1.1平板试样试验夹具

这种类型的夹具适用于在平板多孔试样局部区域进行无损试验。平板试样被夹在两对柔软的密封环之间。里面一对密封环的平均直径为D1，与试验区域相吻合；外面一对密封环的平均直径为D2，在试验区域的周围构成一个加压的保护环，防止试验区域的边缘泄漏。保护环试验区的宽度应不小于试样的厚度，即：D.— D,

保护环试验区靠内外室压力相等，使边缘泄漏减至最小。在试样上游一侧，尽量加大联接内室和外室的通口；在试样下游一侧，内室通向流量计，外室经过压力平衡阀通向大气，调节阀门使内外室压力相等。

推荐用“O\型密封环密封。

为了克服多孔金属表面缺陷及不平整性，密封环应有足够的柔软性。在有些情况下，为了确保无漏密封，应给内外室分别加载密封。两个上密封环和两个下密封环应彼此相配合（见图1）。288

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放空到大气

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至流量计

Q- Q:

Qa= Q 1

流量计

图1保护环试验夹具示意图

1—夹紧力；2—试验流体入口，3—尽量加大的通口；4—试样；5—可调压力平衡阀：6一内密封\O\型环；7一外密封“0\型环；8一来自调压控制阀的试验流体入口5.1.2管（简)状试样的试验夹具用夹具夹着试样轴向的两个端面，使试验流体通过管壁由内向外透。如图2所示，流量计安放在试样的上游。为了克服多孔金属试样表面的不规则性，应使用足够柔软的密封环，以确保密封。289

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流重计

图2管（简)状试样的试验夹具示意图1夹紧力;2—密封圈;3-试样;4--密封圈注：直径d。应和直径d相近，距离h应尽可能短，使仪器的修正值最小。5.2试验流体

QnQ：

在大多数情况下，以气体作为试验流体（见附录B）。气体应洁净干燥。在需要使用液体的情况下，要求液体下净且不含有溶解性气体。6试样

板状试样直径应大于粉末颗粒直径的100倍，厚度应大于粉末直径的10倍，试验区域的厚度偏差应小于5%；管状试样的长度直径比(L/d)应不大于3。7试验步骤

7.1试样预处理

必要时应清洗试样，去除油脂和其外来异物，且进行干燥。清洗方法参照GI35165。7.2试样儿何尺寸的测量和面积计算7.2.1量具

测微尺端面的尺寸应不大于试样表面的不平度，不小于孔隙尺寸。7.2.2平板试样

测量试样厚度和直径。

7.2.3管（简）状试样

测量轴长和端头内外直径。

D(ln)*

2(← 1)

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式中：

7.3压降测量

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元DL(lnr)

元L(D +d)

可分别测定试样上游和下游的压力，然后取其差值。也可以用示差压力计显示数字。（2）

·（3)

（5）

空白压降是在流量要求的范围内，不放试样观察到的压降。空白压降最好不超过压降的10%。7.:4流量测量

使用标准流量计。所测得的流量应校正到平均压力和温度下的值。7.5压力和温度测量

测量流量计和试样位置的温度，及试样位置的压力，用以校正流量计的读数，计算平均流速，确定试验流体的密度和粘度。

8结果的计算及表示

流量的测量点至少取5个，等距离分布在流量读数区间内，最高读数应比最低读数至少大10倍。8.1平均流量

流量计的读数Q：如果不是在校准时的压力和温度下使用，则应予以校正。校正系数C：由仪器制造厂家提供。校正后的流量Q。按下式计算：Q = CQ:

经过校正的流量计读数Q。再用校正系数C。变成多孔试样中的平均流量Q。从气体定律可推得下述计算式：

C,=α= PT.

平均流量为Q=C.Q

总校正系数为 C。= C,C。

因此，平均流量Q=C。Q

8.2结果计算

粘性渗透系数和惯性渗透系数由同一时间的若干个（至少取5个）流量和压降读数确定。表征结果的方程式为：

（7）

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·（13）

.（14 )

把X和Y的相应值描绘在线性图纸上，作一条拟合最好的直线。此直线在Y轴上的截距为粘性渗进系数的倒数(六)直线的解率为惯性渗透系数的间数(六）。在有疑虑的情况下，直线用最小二乘法确定。8.3最终结果

报出粘性渗透系数为若干10-12m（1 μm\),惯性渗透系数为若干10-°m(1μm），相对准确度为±5%。

9试验报告

试验报告包括下列各项：

本标准编号；

鉴别试样的细节；

仪器类型；

试验流体；

结果；

本标准未规定的操作；

影响结果的因素。

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附录A

流体渗透的机理

（参考件）

在大多数情况下，流体通过多孔金属的流动，通常涉及3种主要机理，它们是粘性流动、惯性流动和滑移流动。

粘性流动

假设多孔金属材料的孔贯通连续，孔隙尺寸比试验流体的平均分子自由程大很多。达西（Darcy）提出了流体通过多孔材料流动的经验公式。用水作试验，假定损失全部是由于粘性切变引起的，则试样的单位厚度上的压降和单位面积上的流量及粘度之间的关系为：APQ

A2惯性流动

惯性流动与下述因素有关：与流体通过曲折的孔隙流动时的方向变化而引起的能量损失有关；与出于孔隙中局部紊流形成而引起的能量损失有关。结合达西的粘性损失方程，佛切迈尔（Farchheimer）提出如下方程（一般没有滑移流动）：+

At+ Ad

在粘性流体低速度(Q/A)流动的情况下，惯性项与粘性项相比，通常可以忽略。A3滑移流动

在孔隙尺寸极小，气体在低压或高温情况下，孔隙尺寸比试验流体的平均分子自由程大很多的假设失效。当气体分子平均自由程与多孔金属的孔隙尺寸同数量级时，发生滑移流动。当滑移流动存在时。多孔金属呈现出比滑移流动不存在时更大的可渗透性。同时，当滑移流动存在时，通常没有惯性损尖。方程(A2)可以写为下列形式：

式中：虹—

滑移流动存在时的渗透系数。滑移流动的校正取下式：中=1

克林柏格因子。

式中：B-—

（A3)

·（A4)

.（A5)

对于给定的气体和多孔材料，B为常数，且具有压力的量纲。克林柏格因子B的值随孔隙尺寸和气293

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体分子相对质量减小而增加，随气体温度和粘度的增加面增加。因此在不同的压力（即P，和1。)范围内测量，把虹对+P

作图得-一直线。此直线的斜率等于B·蚁。此直线在轴上的裁距等于粘性透系数。

壁效应和终端效应

在流体流动的方程（A2)中，假设孔隙是均匀连续的，而在试样的表面上发生不连续现象时，则应考虑如下情说：

a.封人容器中的试样边缘的壁效应；b。在所有试样的上游流体和下游流体接触面上的终端效应。对于粉末冶金材料，如果试样的直径不小于组成多孔金属的颗粒直径大约100倍时，壁效应-一般可以忽略。当试样直径为颗粒直径的40倍时，误差约小于5%。当试样厚度不小于组成多孔金属的颗粒直径的10倍时，终端效应一般可以忽略不计。当有璧效应的情况下，终端效应也依赖于表面孔隙和内部孔隙之间的差值。A5长的多孔材料管

方程（A2)和在7.2.3条中试样面积和厚度的计算，以及7.3条中压降的测量，都是假定上游压力均匀分布于试样的每部分。就细长的孔管而言，这种假定可能是无效的。为使流体沿着孔管方向压力降引起的误差小于5%，可采用下述方法：a．在离流体入口处的最远端插人第二个测压管，并将这个压力数值与离流体入口处最近的测压管获得的数值进行比较；

b，邀住管子一半的面积，测定未遮住部分的透性。比较离流体入口最近和最远的两部分面积的渗透性。

附录B

试验流体

（参考件）

在多数情况下，用气体作试验流体比液体更方便。用液体作试验有以下问题：a.

很难除去被多孔金属捕获的所有固体微粒，因此使渗透性发生变化；溶解气体可能脱溶在孔隙内，导致“气体固锁”现象出现；b.

液体的静压力可能对测量压降增加困难；c.

用液体工作耗费大，而且又脏；d.

某些金属可能对某些液体有吸附作用，由此使孔隙尺寸趋于减小；e.

f．由于毛细效应和表面效应，液体对孔隙表面的湿润程度可能影响观测到的渗透性，尤其是对小孔隙多孔金属更是如此。

然而，在少数特殊情况下，需要特定的液体的渗透性，假定使用牛顿液体，应遵守下列注意事项；液体必须没有固体粒子和溶解气体；b、必须使全部多孔金属充满液体，而且在多孔金属表面，或在孔隙中不允许形成气囊，一般说来，只有当孔隙尺寸很大时，用液体作试验才能得到与用气体相符的渗透性结果。基了上述原因，宁可选用气体作试验流体。但是，在以气体作渗透流体的情况下，惯性损失出现的可能性较大，所以更有必要使用附录A中的29.1

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方程（A2）。

附加说明：

GB/T 5250--93

本标推由中国有色金属工业总公司提出。本标准由西北有色金属研究院负责起草。本标准主要起草人邱可昂。

现行

北检院检验检测中心能够参考《GB/T 5250-1993 可渗透烧结金属材料流体渗透性的测定》中的检验检测项目，对规范内及相关产品的技术要求及各项指标进行分析测试。并出具检测报告。

检测范围包含《GB/T 5250-1993 可渗透烧结金属材料流体渗透性的测定》中适用范围中的所有样品。