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国表里耐火资料抗热震实验的不同办法及存在问题的处理办法

时间: 2023-04-28 14:12:34 |   作者: 江南体育
国表里耐火资料抗热震实验的不同办法及存在问题的处理办法
国表里耐火资料抗热震实验的不同办法及存在问题的处理办法

  抗热震性是耐火资料最重要的运用功能之一,国表里有多种测定抗热震性的实验办法,可是还没有一致的国际规范。2016年8月经ISO同意,由我国主导拟定耐火资料抗热震性实验办法国际规范,经过与国表里作业组成员活跃沟通,并展开许多的实验验证作业,较好地处理了拟定进程中呈现的技能问题,2020年10月该国际规范正式发布。

  耐火资料从出产、运用到抛弃或再利用的周期中,不断饱尝温度动摇,因为热冲击而导致耐火资料的损毁是资料耗费的首要要素。抗热震性是耐火资料重要的运用功能之一,表征资料的抗热震性一般包括两个要素:试样饱尝的热循环次数和热震损害程度。在实验室环境下,试样的加热一般选用电阻炉,而试样的冷却一般选用水浴中淬冷、压缩空气急冷和天然空气冷却。点评热震损害程度一般是丈量热震后试样的受热面破损程度、质量丢失率、强度丢失率、声速丢失率等。

  第二类是压缩空气急冷法,即冷却介质为压缩空气,GB/T30873—2014办法二、EN993—11:2007均属此类,适用于碱性耐火制品、硅质耐火制品、熔铸耐火制品、以及与水作用或热震次数少而难以断定抗热震性好坏的耐火制品,一起也适用于细密硅酸铝质耐火资料,但测得的抗热震次数与水急冷法测得的抗热震次数不同;不适用于显气孔率大于45%的耐火资料。

  第三类是空气天然冷却法,即冷却介质为空气,GB/T30873—2014办法四、JB/T3648.1—1994属此类,适用于轻质隔热制品,即线%的耐火资料。

  第二类是依据热震前后某种功能的改动状况点评,包括剩余抗折强度、声速丢失率等,YB/T4018—1991、ASTMC1171—2015属此类。

  依照国际规范的拟定程序,从立项(NP)开端,一般经过委员会草案阶段(CD)、问询阶段(DIS)、同意阶段(FDIS)和出书阶段(IS)等,从提出项目主张到正式出书一般至少36个月,最多不超越48个月。

  2016年5月,我国依据国际规范中抗热震性实验办法缺失的状况,当令提出了拟定国际规范的立项请求,2016年8月20日经过ISO立项投票(NP阶段);2018年5月25日,经过委员会草案(CD阶段);2019年11月15日,经过国际规范草案投票(DIS阶段);2020年9月2日,经过终究国际规范草案投票(FDIS阶段),2020年10月7日,ISO21736—2020《耐火资料抗热震性实验办法》正式出书。

  该国际规范项目是依据我国现已发布施行的国家规范GB/T30873—2014提出的,首要包括3种实验办法:水急冷法,压缩空气急冷法,空气天然冷法,这3种办法在我国被广泛运用,也在国际上有必定的运用区域。所以,在立项投票阶段,ISO/TC33的P成员国(合计16个)中有10个国家投票拥护,以为非常有必要立项,并有澳大利亚、我国、法国、德国、日本、英国、美国等7个国家引荐专家参与该项目作业。该规范中的实验办法丈量的均是资料在极点实验条件下的损坏状况,而非模仿运用条件下的损毁状况。3种实验办法原理不同,运用设备不同,成果的点评办法也不相同,别离适用于不同的产品类型,其测验成果无可比性。不同实验办法的测定成果见表2,能够看出,相同的产品假如选用不同的实验办法,其抗热震次数彻底不同。

  针对3个不同实验办法的适用规模,在立项阶段,澳大利亚、英国、日本、美国等提出,应充沛点评不同实验办法的特色,吸收现有各国实验办法的技能内容和实际运用作用,确保新拟定规范的广泛适用性。为此,在规范的规模一章清晰指出不同办法适用于不同的产品类型,相关方能够洽谈挑选。

  在水急冷实验办法中,规范4.4.1规则试样与试样距离不小于10mm,设备设计时应充沛考虑满意办法的要求,试样由夹持器固定,尽或许坚持试样距离一致。

  澳大利亚提出,因为试样距离的约束,或许存在3个试样受热不均导致的成果差异。为此,核算了国家耐火资料质检中心2012—2018年的水急冷法抗热震实验数据。实验室共进行水急冷抗热震性检测1310批次,其间,722批次3块样品一起到达客户规则的抗热震性实验次数而停止实验,474批次客户只提供一块或两块样品,只要114批次实验中有3块样品且不是一起损毁,其间,榜首块样品首要损毁的数量为36批次,占比31.6%,中心样品首要损毁的数量为38批次,占比33.3%,第三块样品首要损毁的数量为30批次,占比26.3%。能够看出,试样在不同方位受冷热冲击损坏的概率是相同的,试样的抗热震性成果相差无几。

  进一步的验证实验也标明,3块样品一起实验时损毁成果是随机的。10mm的距离能够满意实验的要求,不会对实验成果形成晦气影响。

  理论上说,直形砖都能够进行实验,考虑不同尺度的试样体积不同,热容量不同,为确保成果的一致性,将该规范中4.3.2试样尺度,由230mm×114mm×(65~75)mm修正为规范砖尺度230mm×114mm×64(74)mm。

  水急冷办法中冷却水温度的操控是各方比较重视的。日本和澳大利亚提出,应清晰测定冷却水温度时温度计的安放方位和操控水流量。规范中规则运用常温的水进行冷却,急冷进程中水温升高不超越10℃,防止冷却水温度过高。在实验进程中,冷却水水温的改动由水槽的巨细及水流量一起操控,在设备设计时应充沛考虑水槽巨细。测验进程中依据实验温度及室温调整水流量来操控水槽中冷却水的温度。依据多年的运用经历及实验进程中重复丈量,在急冷进程中冷却水槽恣意点的水温升高均不超越10℃,因而,规范中没有再约束详细的丈量方位。

  压缩空气急冷法和空气天然冷法在国外使用较为广泛,首要适用于易与水发生反响的试样。如澳大利亚选用空气天然冷法测定一切产品的抗热震性,而不是仅仅适用于显气孔率大于45%的轻质砖。可是,在遍及意义上,因为轻质砖的抗热震性次数较少,一般选用空气天然冷法,以较好地分辩产品抗热震性的好坏。日本提出,针对急冷后试样的抗折实验,应规则加载和卸载的速率;在空气天然冷法中,应添加一个试样冷却架,以防止热量的传递。这些细节的技能规则在正式规范中都做了修正和弥补。

  在抗热震性实验办法国际规范的拟定进程中,各国提出定见最会集的是关于办法的重复性问题。为了进一步验证实验办法的稳定性,挑选国内出产企业,选用同一批质料、同一台混碾机混练、同一窑车烧成,定制了高铝砖、镁砖和高铝隔热砖。3种样品的首要理化功能见表3。

  挑选6家实验室(编号别离为A、B、C、D、E、F),别离做3种实验办法的抗热震性实验,其间,高铝砖实验条件:1100℃水急冷,履行规范:GB/T30873—2014办法一,成果点评准则:受热断面破损率达50%或以上;镁砖实验条件:950℃压缩空气急冷,履行规范:GB/T30873—2014办法三,成果点评准则:试样不能饱尝0.3MPa的弯曲应力;高铝隔热砖实验条件:1000℃空气天然冷,履行规范:GB/T30873—2014办法四,成果点评准则:质量丢失超越20%。实验室比对实验成果见图1。

  依据不同实验室的检测成果,核算出了3个实验办法的精密度数据,见表4。从比对成果能够看出,实验室间实验成果有比较大的离散性,这与耐火资料的非均质性、温度场可控性较差等要素有关。热冲击的办法对耐火资料内部的温度梯度和相应的应力散布有明显影响,跟着温度的动摇,资料内部发生热应力导致资料开裂,终究使耐火资料损毁。一起资料的功能、形状尺度、传热条件都能影响耐火资料的抗热震性。因而,不同测验办法点评耐火资料的抗热震性是彻底不同的。

  抗热震性是耐火资料的重要运用功能之一,新拟定的国际规范仅仅包括了当时国表里使用较为广泛的三种实验办法,实验成果的离散性较大,实验周期也较长。现在测定耐火资料抗热震性的技能手段许多,如测定剩余抗折强度、弹性模量、超声波脉冲速度等均能够断定抗热震性的好坏,加热和冷却办法也有改动。因而,在测定办法的挑选上,既要考虑测定办法是否简单施行,又要挑选与耐火资料的执役环境尽或许类似的测定办法,当时对耐火资料的损毁和失效进程的研讨取得了长足的前进,但仍旧不足以猜测耐火资料在实际运用中的寿数,国际规范应紧跟技能的前进而不断完善和开展。