1400℃耐火材料高溫耐壓強(qiáng)度試驗(yàn)爐：高溫耐壓試驗(yàn)機(jī)
1400 ℃耐火材料高溫耐壓強(qiáng)度試驗(yàn)爐技術(shù)方案
(文件編號(hào):STR-HCP-1400-20250605 | 版本:V1.0 | 發(fā)布:2025-06-05 編制:洛陽(yáng)賽特瑞)
一、概述簡(jiǎn)介
本高溫耐壓試驗(yàn)機(jī)設(shè)備系 1400 ℃全自動(dòng)高溫耐壓強(qiáng)度試驗(yàn)爐,可對(duì)耐火材料、陶瓷、碳素等無機(jī)非金屬試樣在設(shè)定高溫下施加軸向壓縮載荷,測(cè)定其“高溫耐壓強(qiáng)度”(MPa)。
高溫耐壓強(qiáng)度試驗(yàn)爐采用門式加載框架、U型硅鉬棒四面加熱、B型熱電偶雙閉環(huán)控溫、伺服液壓恒應(yīng)力加載及工業(yè)CCD實(shí)時(shí)成像,實(shí)現(xiàn)升溫-保溫-加載-破碎判定-數(shù)據(jù)存檔全流程無人值守,滿足 GB/T 34218-2017、ISO 8895、ASTM C133 等標(biāo)準(zhǔn)要求,是質(zhì)檢、科研及高端耐火制品開發(fā)的核心裝備。
二、遵循標(biāo)準(zhǔn)
GB/T 34218-2017《耐火材料 高溫耐壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法》
ISO 8895:2020 耐火制品—高溫耐壓強(qiáng)度
ASTM C133-97(2021) 耐火磚與塊材常溫/高溫耐壓強(qiáng)度
GB 5226.1-2019 機(jī)械電氣安全
IEC 60519-1 電熱裝置安全通用要求
三、用途
耐火磚、不定形耐火材料、陶瓷、碳素材料 1400 ℃ 以內(nèi)高溫耐壓強(qiáng)度測(cè)定;
燒結(jié)、蠕變、熱處理后強(qiáng)度保持率評(píng)價(jià);
新材料開發(fā)、工藝優(yōu)化、質(zhì)量仲裁與出廠檢驗(yàn)。
四、工作原理
試樣置于高溫爐內(nèi)均溫帶,按設(shè)定速率升至目標(biāo)溫度并恒溫≥30 min;伺服油缸通過碳化硅壓頭施加軸向載荷,加載速率恒應(yīng)力(0.05-1 MPa/s 可調(diào));實(shí)時(shí)采集載荷-位移曲線,當(dāng)應(yīng)力下降≥20 % 或達(dá)到預(yù)設(shè)變形,自動(dòng)判定破碎并記錄最大載荷,計(jì)算 σ=Pmax/A,生成“溫度-時(shí)間-應(yīng)力-應(yīng)變”曲線。
五、主要技術(shù)參數(shù)
| 序號(hào) | 項(xiàng)目 | 參數(shù)值 |
|---|---|---|
| 1 | 設(shè)備名稱 | 1400 ℃耐火材料高溫耐壓強(qiáng)度試驗(yàn)爐 |
| 2 | 英文名稱 | 1400 ℃ High-Temperature Compressive Strength Furnace for Refractories |
| 3 | 設(shè)備型號(hào) | STR-HCP-1400-IMG |
| 4 | 設(shè)備結(jié)構(gòu) | 門式加載框架+管式爐膛+伺服液壓+四面硅鉬棒加熱+CCD成像 |
| 5 | 最高溫度 | 1400 ℃(短時(shí)2 h) |
| 6 | 恒速升溫 | 0.5-15 ℃/min 可設(shè) |
| 7 | 控溫精度 | ±1 ℃(保溫段) |
| 8 | 爐溫均勻性 | ±2 ℃(均溫帶9點(diǎn)) |
| 9 | 最大載荷 | 200 kN(0.1 %FS 精度) |
| 10 | 加載速率 | 0.05-1 MPa/s 無級(jí)可調(diào) |
| 11 | 加載模式 | 恒應(yīng)力/恒位移/恒變形 三模式 |
| 12 | 試樣尺寸 | Φ30-70 mm×H10-70 mm 圓柱或 50 mm 立方(可調(diào)夾具) |
| 13 | 單次測(cè)試數(shù) | 1-3 個(gè)(自動(dòng)推樣) |
| 14 | 成像系統(tǒng) | 6MP彩色CCD,實(shí)時(shí)記錄破碎瞬間 |
| 15 | 熱電偶 | 雙B型,溯源證書隨貨 |
| 16 | 加熱元件 | U型硅鉬棒,12支,四面均布 |
| 17 | 爐襯材質(zhì) | 氧化鋁空心球+多晶纖維復(fù)合,厚度≥120 mm |
| 18 | 觀測(cè)窗 | φ60 mm石英玻璃風(fēng)冷套 |
| 19 | 數(shù)據(jù)接口 | USB+以太網(wǎng) |
| 20 | 電源 | AC380V±10%,50Hz,三相五線,功率15 kVA |
| 21 | 外形/重量 | 1200×1000×1900 mm / 約650 kg |
六、可增選配置
| 名稱 | 功能 | 價(jià)格代碼 |
|---|---|---|
| 質(zhì)量流量氣氛系統(tǒng) | N?/空氣,0-5L/min,防氧化 | STR-GAS |
| 激光在線測(cè)應(yīng)變 | 精度±0.01mm,替代CCD | STR-LAS |
| 二階梯溫度校準(zhǔn) | 第三方1400℃ TUS+SAT | STR-CAL |
| SiC壓頭備件 | 高溫磨損更換 | STR-SIC |
| 上位機(jī)分析軟件 | Weibull統(tǒng)計(jì)、批次對(duì)比 | STR-ANA |
七、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(模塊化)
門式加載框架:雙滾珠絲杠+伺服油缸,剛性高,同軸度≤0.05mm;
管式爐膛:硅鉬棒四面均布,試樣區(qū)輻射受熱,溫差≤2℃;
自動(dòng)推樣機(jī)構(gòu):步進(jìn)電機(jī)+直線導(dǎo)軌,一次裝載3個(gè)試樣,連續(xù)測(cè)試無人值守;
高溫夾具:Si3N4結(jié)合SiC,壓頭半徑5mm,可調(diào)跨距;
CCD成像:風(fēng)冷+自動(dòng)濾光,實(shí)時(shí)捕捉破碎瞬間;
氣氛模塊:不銹鋼密封爐管,O-ring水冷法蘭,真空度可選10?2mbar;
電控箱:強(qiáng)弱電分離,SCR調(diào)功,PID雙閉環(huán),EMC屏蔽。
八、標(biāo)準(zhǔn)配置清單
| 名稱 | 數(shù)量 |
|---|---|
| 主機(jī)(框架+爐體) | 1套 |
| 伺服油源+控制器 | 1套 |
| 工業(yè)PC+23″顯示器 | 1套 |
| B型熱電偶 | 2支 |
| 硅鉬棒 | 12支(已裝) |
| 高溫壓縮夾具 | 1套(Φ30-70mm) |
| 自動(dòng)推樣器 | 1套 |
| CCD成像系統(tǒng) | 1套 |
| 剛玉墊塊 | 5塊 |
| 高溫手套/坩堝鉗 | 各1 |
| 操作手冊(cè)+SOP | 1份 |
| 合格證/校準(zhǔn)證書 | 1份 |
九、易損件與壽命
| 名稱 | 參考?jí)勖? | 備注 |
|---|---|---|
| 硅鉬棒 | 1500h@1400℃ | 單根可換 |
| B型熱電偶 | 12個(gè)月 | 提供溯源比對(duì) |
| SiC壓頭 | 300次或1年 | 磨損免費(fèi)換新 |
| 石英觀測(cè)窗 | 2年 | 失透即更換 |
十、售后質(zhì)保
整機(jī)12個(gè)月;
現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試+培訓(xùn)2人天;
24h響應(yīng),72h到場(chǎng)(國(guó)內(nèi));
軟件終身免費(fèi)升級(jí);
10年備件保障,質(zhì)保期外僅收成本費(fèi)。
十一、包裝運(yùn)輸
木箱+防震泡沫+纏繞膜,防雨標(biāo)識(shí);
吊裝位置貼“重心”“向上”,嚴(yán)禁倒置;
運(yùn)輸溫度-20-+60℃,相對(duì)濕度≤85%。
十二、使用環(huán)境要求
室內(nèi)5-40℃,濕度≤80%RH無凝露;
海拔≤2000m,地面平整,承重≥1t;
電源AC380V±10%,50Hz,接地電阻≤4Ω;
排風(fēng):頂部φ100mm排風(fēng)管,建議風(fēng)速3-5m/s;
無強(qiáng)磁場(chǎng)、無腐蝕性氣體、無振動(dòng)源。
十三、使用注意事項(xiàng)(含加熱元件)
首次烘爐:≤5℃/min升至300℃保溫2h,隨后≤10℃/min升至1000℃空燒1h;
硅鉬棒在400-700℃存在塑性-脆性轉(zhuǎn)變,嚴(yán)禁振動(dòng)或快冷;
升溫速率>10℃/min時(shí),1400℃段必須降速至≤5℃/min;
禁止>1400℃時(shí)打開爐門,防止棒氧化膜破壞;
加載前必須恒溫≥30min,確保試樣溫度均勻;
每月檢查母排緊固力矩2N·m,發(fā)現(xiàn)棒彎曲>3°立即更換;
熱電偶每半年與標(biāo)準(zhǔn)偶比對(duì),誤差>±2℃更換;
試驗(yàn)結(jié)束1000℃以下方可開排風(fēng),600℃以下半開門,200℃以下完全開門。
十四、標(biāo)準(zhǔn)操作方法(SOP級(jí))
步驟1 開機(jī)前檢查
電源、接地、冷卻水、壓縮空氣正常;
棒、偶、夾具完好;
爐膛清潔,推樣器歸零。
步驟2 制樣與裝樣
按GB/T 34218制Φ50×50mm試樣,測(cè)量直徑;
編號(hào)→輸入PC→自動(dòng)推樣至爐膛中心。
步驟3 程序設(shè)定(示例)
| 段號(hào) | 目標(biāo)℃ | 速率℃/min | 保溫min | 事件 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 300 | 5 | 120 | 烘爐 |
| 2 | 1000 | 10 | 30 | — |
| 3 | 1400 | 5 | 30 | 恒溫 |
| 4 | — | — | — | 加載0.15MPa/s至破碎 |
步驟4 啟動(dòng)
按“RUN”→二次確認(rèn)→自動(dòng)執(zhí)行;
實(shí)時(shí)顯示溫度、載荷、位移曲線。
步驟5 結(jié)束與取樣
破碎后自動(dòng)停機(jī),<200℃聲光提示;
戴高溫手套取樣,關(guān)閉電源。
步驟6 數(shù)據(jù)與維護(hù)
報(bào)告自動(dòng)保存至D:/HCP/日期/;
每月填寫《點(diǎn)檢表》—棒、偶、夾具、母排、爐襯5項(xiàng)。
十五、強(qiáng)制性聲明
本設(shè)備為1400℃級(jí)高溫強(qiáng)電強(qiáng)機(jī)械自動(dòng)系統(tǒng),所有操作、維護(hù)與工藝參數(shù)調(diào)整必須由經(jīng)過培訓(xùn)并考核合格的專業(yè)人員進(jìn)行。非授權(quán)人員禁止進(jìn)入電柜、拆卸加熱元件或更改控制程序,否則將導(dǎo)致保修失效并可能造成嚴(yán)重人身傷害。
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