耐火材料检测时,做压蠕变试验应该注意什么?

蠕变性能是耐火材料检测的常见项目之一。蠕变性能说白了就是检测耐火材料在工作条件下展现出来的抗塑性变形能力。

耐火材料检测时,做压蠕变试验应该注意什么?综述

蠕变性能是耐火材料检测的常见项目之一。蠕变性能说白了就是检测耐火材料在工作条件下展现出来的抗塑性变形能力。由于属于耐火材料的标志性性能之一,所以企业采购时,都会重点关注一下该指标。压蠕变试验是检测耐火材料蠕变性能的试验。检测方法简单讲就是在恒定的压应力下看耐火材料随着时间而发生的等温形变能力。总结说,耐火材料的蠕变性能就是测试应力、温度、时间和材料结构的函数。

耐火材料

GB/T 5073-2005 《耐火材料 压蠕变试验方法》是目前现行测试耐火材料蠕变性能的国家标准。该标准依据的是国际标准ISO 3187:1989 《耐火制品 压蠕变试验方法》,以及EN 993-9:1997、 ASTM C 832-2000。此外,德国标准 DIN 51053-2也可以参考,该标准GB/T 5073基本一致,但是在结果计算上 L0 是膨胀最大点开始的位移,而不是恒温开始时的位移,因此试验结果跟国家标准的结果有差异。相关标准名称具体如下:

 

国内外参考标准

GB/T 4513.6-2017 不定形耐火材料 第6部分 物理性能的测定

ISO 3187:1989 耐火制品 压蠕变试验方法

EN 993-9:1997 致密定形耐火制品试验方法 第 9 部分 压蠕变的测定

DIN 51053-2-1973 有温度、压力确定的软化性能的测定温度和压力恒定时蠕变 (DFL)的测定

ASTM C 832-2000(2015) 耐火材料热膨胀和压蠕变试验方法

试验设备

压蠕变试验介绍

 

1.试验原理

压蠕变的测试原理为将一个给定尺寸的试样,在恒定的压应力下以一定的升温速率加热并达到设定的温度,记录试样在恒定温度下随着时间而产生的高度方向上的变形量以及相对于试样原始高度的变化百分率。

 

2.试样制备

试样采用的试样为中心带通孔的圆柱体,直径 50mm±0.5mm,高 50mm±0.5mm,中心通孔直径 12mm到13mm,并与圆柱体同轴,试样的上下端面应平整并相互平行。

 

3.试验过程

测量试样的高度及内外径,精确到 0.1mm,将试样放置在加压棒和支承棒之间,并用垫片隔开,调整测量装置至正确位置,并将其放入试验炉内。按规定的升温速率升温,升温速率由控温热电偶调节,一般为(4.5~5.5)℃/min。记录试样高度和温度的变化。当达到试验温度时,开始保温,通常保温时间是 25h 和 50h,记录保温过程中试样的蠕变率。通常记录第一个 5h 的变化百分率与试验结束时的变化百分率之差。

 

这里需要注意的是,我们对加压棒施加的恒定压力,致密定形制品 应为0.2 MPa;定形隔热制品 应为0.05 MPa。压力误差±2%。

 

特别注意事项

我们在做耐火材料压蠕变实验时,最应该特别注意的地方就是最后的“结果计算”这个地方。根据GB/T 5073-2005的规定:如果材料在达到试验温度之前开始变形,这个变形量应在报告中注明,它是指发生在最大膨胀点的温度和试验温度之间试样高度的变化百分率(相对于原始高度)也就是第5个小时和第 25(或50h)个小时总的蠕变率差值。

 

该项规定是为了明确如果试样在保温开始前达到最大膨胀点,那么从膨胀最大点到保温时间开始时的相对于试样原高度的位移变化率要报告出来。但是我们在实际试验时,大多数样品在保温开始之前已经达到了最大膨胀点,所以现行国家标准其实要求测的是试样从膨胀最大点到保温开始时试样的变形率加上恒温开始时保温某个小时的蠕变率。而我们要求报的压蠕变的试验结果是从膨胀最大点开始到保温某个小时的蠕变率。因此表述为“第 5h 和试验结束时的蠕变率差值。”更符合实际情况。

 

该蠕变率差值对于相关耐火材料产品生产具有一定的指导意义,所以大家在实际检测时,一定要注意这个地方。此外,如果耐火材料属于不定形产品,可以依据更新的GB/T 4513.6-2017 来执行。除了以上几点,在压蠕变试验的测试装置灵敏度、游标卡尺的精度方面也可以参考国际标准来执行。建议将灵敏度要求至少 0.001mm 改为应至少 0.005mm,精度由 0.02mm 改为0.1mm。

 

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