耐火材料檢測做壓蠕變試驗應(yīng)該注意什么？

蠕變性能是耐火材料檢測的常見項目之一。蠕變性能說白了就是檢測耐火材料在工作條件下展現(xiàn)出來的抗塑性變形能力。由于屬于耐火材料的標(biāo)志性性能之一，所以企業(yè)采購時，都會重點(diǎn)關(guān)注一下該指標(biāo)。

壓蠕變試驗是檢測耐火材料蠕變性能的試驗。檢測方法簡單講就是在恒定的壓應(yīng)力下看耐火材料隨著時間而發(fā)生的等溫形變能力。總結(jié)說，耐火材料的蠕變性能就是測試應(yīng)力、溫度、時間和材料結(jié)構(gòu)的函數(shù)。 

GB/T 5073-2005 《耐火材料 壓蠕變試驗方法》是目前現(xiàn)行測試耐火材料蠕變性能的國家標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)的是國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 3187:1989 《耐火制品 壓蠕變試驗方法》，以及EN 993-9:1997、 ASTM C 832-2000。此外，德國標(biāo)準(zhǔn) DIN 51053-2也可以參考，該標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5073基本一致，但是在結(jié)果計算上 L0 是膨脹最大點(diǎn)開始的位移，而不是恒溫開始時的位移，因此試驗結(jié)果跟國家標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)果有差異。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)名稱具體如下：

國內(nèi)外參考標(biāo)準(zhǔn)

GB/T 4513.6-2017 不定形耐火材料 第6部分 物理性能的測定

ISO 3187:1989 耐火制品 壓蠕變試驗方法

EN 993-9:1997 致密定形耐火制品試驗方法 第 9 部分 壓蠕變的測定

DIN 51053-2-1973 有溫度、壓力確定的軟化性能的測定溫度和壓力恒定時蠕變 (DFL)的測定

ASTM C 832-2000(2015) 耐火材料熱膨脹和壓蠕變試驗方法

壓蠕變試驗介紹

 1.試驗原理

壓蠕變的測試原理為將一個給定尺寸的試樣，在恒定的壓應(yīng)力下以一定的升溫速率加熱并達(dá)到設(shè)定的溫度，記錄試樣在恒定溫度下隨著時間而產(chǎn)生的高度方向上的變形量以及相對于試樣原始高度的變化百分率。

2.試樣制備

試樣采用的試樣為中心帶通孔的圓柱體，直徑 50mm±0.5mm，高 50mm±0.5mm，中心通孔直徑 12mm到13mm，并與圓柱體同軸，試樣的上下端面應(yīng)平整并相互平行。

 3.試驗過程

 測量試樣的高度及內(nèi)外徑，精確到 0.1mm，將試樣放置在加壓棒和支承棒之間，并用墊片隔開，調(diào)整測量裝置至正確位置，并將其放入試驗爐內(nèi)。按規(guī)定的升溫速率升溫，升溫速率由控溫?zé)犭娕颊{(diào)節(jié)，一般為（4.5~5.5）℃/min。記錄試樣高度和溫度的變化。當(dāng)達(dá)到試驗溫度時，開始保溫，通常保溫時間是 25h 和 50h,記錄保溫過程中試樣的蠕變率。通常記錄第一個 5h 的變化百分率與試驗結(jié)束時的變化百分率之差。

 這里需要注意的是，我們對加壓棒施加的恒定壓力，致密定形制品 應(yīng)為0.2 MPa；定形隔熱制品 應(yīng)為0.05 MPa。壓力誤差±2%。

 備注

 我們在做耐火材料壓蠕變實驗時，最應(yīng)該特別注意的地方就是最后的“結(jié)果計算”這個地方。根據(jù)GB/T 5073-2005的規(guī)定：如果材料在達(dá)到試驗溫度之前開始變形，這個變形量應(yīng)在報告中注明，它是指發(fā)生在最大膨脹點(diǎn)的溫度和試驗溫度之間試樣高度的變化百分率（相對于原始高度）也就是第5個小時和第 25（或50h）個小時總的蠕變率差值。

該項規(guī)定是為了明確如果試樣在保溫開始前達(dá)到最大膨脹點(diǎn)，那么從膨脹最大點(diǎn)到保溫時間開始時的相對于試樣原高度的位移變化率要報告出來。但是我們在實際試驗時，大多數(shù)樣品在保溫開始之前已經(jīng)達(dá)到了最大膨脹點(diǎn)，所以現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)其實要求測的是試樣從膨脹最大點(diǎn)到保溫開始時試樣的變形率加上恒溫開始時保溫某個小時的蠕變率。而我們要求報的壓蠕變的試驗結(jié)果是從膨脹最大點(diǎn)開始到保溫某個小時的蠕變率。因此表述為“第 5h 和試驗結(jié)束時的蠕變率差值?！备蠈嶋H情況。

該蠕變率差值對于相關(guān)耐火材料產(chǎn)品生產(chǎn)具有一定的指導(dǎo)意義，所以大家在實際檢測時，一定要注意這個地方。此外，如果耐火材料屬于不定形產(chǎn)品，可以依據(jù)更新的GB/T 4513.6-2017 來執(zhí)行。除了以上幾點(diǎn)，在壓蠕變試驗的測試裝置靈敏度、游標(biāo)卡尺的精度方面也可以參考國際標(biāo)準(zhǔn)來執(zhí)行。建議將靈敏度要求至少 0.001mm 改為應(yīng)至少 0.005mm，精度由 0.02mm 改為0.1mm。

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