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HRY/RUL-CIC高效荷软蠕变测试仪

2020年03月13日 17:51 耐火材料网 yll/文

中国耐火材料网

    耐火材料的高温荷重软化温度是表征耐火材料对高温和荷重同时作用的抵抗能力,压蠕变是反映材料在高温下受应力作用随时间变化的抵抗能力。这些性能均是耐火材料在研究和应用过程中重要的高温力学性能指标。如何正确有效地测定耐火材料的这些高温力学性能对材料的研究开发、生产部门选择原材料与改进工艺条件以及用户合理选用耐火材料都具有重要意义。

    目前,国内外市场上广泛使用的耐火材料荷重软化温度测试仪、耐火材料压蠕变测试仪等主要有三点不足:①测试温度低:最高试验温度均在1 700 ℃以下,如今很多耐火材料要求的使用环境已高于1 700 ℃,现有仪器已经很难达到其测试要求;②效率低:每台设备一次只能测试一块试样,测试效率较低,且由于前后炉次控制差异、环境改变等因素都可能导致前后测试数据的差异,使得测试结果可比性差;③能耗大:炉衬隔热效果差,而今能源日益匮乏,节能是我国的基本国策。由于现有技术的局限,造成每批制品荷重软化温度及蠕变性能合格与否,仅依靠选用一块试样的结果来判断,风险较大。

    因而,开发研制出一种超高温、低能耗、多个样品、多功能化的荷软蠕变仪,对于技术监督和质量控制来说,显得迫切而有意义。中钢集团洛阳耐火材料研究院仪器设备公司在现有荷软蠕变测试仪的基础上,研制开发了新型HRY/RUL-CIC高效荷软蠕变测试仪。

1 试样加载方式

    HRY/RUL-CIC高效荷软蠕变测试仪的加载方式在传统单试样荷软蠕变测试仪加载方式上进行改进,采用动滑轮直接加载法,实现了多试样的单独加载。采用一组滑轮组加载,在保证上压棒平衡的情况下可实现试样的零载荷及试样的恒重加载。与上压棒直接相连的两个定滑轮竖直安放,既克服了加载过程中的侧向力,又减少了空间的占用。现场试验结果显示,采用柔软度好的承重钢丝,轴承和滑轮及钢丝因素的整个试验误差在100 g以内,远低于荷软标准要求的加载精度292 g。从外观看,加载机构尺寸小,结构精巧。

2 形变测试机构

    该设备的形变测试方法依据国家标准GB/T 5989-2008耐火材料荷重软化温度试验方法,采用示差法。

    对于多试样,需要在有限的空间内对试样形变测试机构进行合理的设计布局,本设备在现有的示差法形变测试机构的基础上进行了进一步的改进,得到了适用于多试样的形变测试机构,其结构示意图如图1所示。

 

图1 试样形变测试机构示意图

    多试样形变测试机构主要由外示差管、内示差管、平衡机构及位移传感器等组成。其中内外示差管、位移传感器均满足《GB5989-2008 耐火材料荷重软化温度试验方法(示差升温法)》要求。为了消除由于内、外示差管等机构由于重力作用对位移传感器产生压力,此处采用合适弹性系数的弹簧,利用其弹力来削减由于示差管等一体引入的重力误差,提高位移传感器测试的精度及灵敏度,另外该机构小巧、精致且便于控制,因此选用此机构作为多试样的形变测试机构,纵向排列,从而满足多试样的测试要求。

3 炉体内衬与加热单元

    为了满足超高温、低功率下达到所需的试验温度,采用隔热性能非常好且耐高温全纤维制品,其导热系数一般为0.2~0.3 W•(m•K)-1,而常规的仪器一般采用氧化铝空心球与其他普通隔热材料复合组成,其导热系数一般在0.7 W•(m•K)-1以上,其节能效果至少提高一倍以上。加热单元采用超高温1900型二硅化钼加热元件,其长期使用温度可达1 800 ℃。

4 程序控制

    程序控制方面,在原有单试样荷软蠕变试验设备程序的基础上进行改进,主要增加了1~6个多试样参数设置、多试样荷重软化温度试验控制、多试样高温压蠕变控制、多试样自由热膨胀系数控制及其系统修正等功能,实现了试验过程中对试样的全程控制、同步测试及试验结果的实时图像显示等功能。

5 性能参数与应用

    本设备可用于荷重软化温度、压蠕变和热膨胀系数的测试。

    (1)可实现1~6个试样的同步性能测试。

    (2)可对材料的荷重软化温度、压蠕变及膨胀系数等性能进行测试。

    (3)采用全新高效超高温优良的隔热材料,试验温度可达1 800 ℃。

    (4)采用IPC工业计算机,数据库管理,可实现计算机对试验过程的全程控制。

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