T-CSTM 00188-2021 隔熱耐火材料最佳使用溫度及相關(guān)壽命的試驗方法 水流量平板法

2021-11-16發(fā)布2022-I請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔識別這些專利的責任。本文件由中國材料與試驗團體標準委員會建筑材料領(lǐng)域委員會耐火材料技術(shù)委員會1隔熱耐火材料最佳使用溫度及相關(guān)壽命的試驗方法水流量平板法問題。使用者有責任采取適當?shù)陌踩徒】荡胧?，并保證符佳使用溫度和使用壽命的定義及其原理、設(shè)備、試樣、試驗步驟、試驗誤差等內(nèi)GB/T8170數(shù)值修約規(guī)則與極YB/T4130—2005耐火材料導(dǎo)熱系數(shù)試驗方法（水流量平λλ=q/(dT/dx)…………(1)λ—導(dǎo)熱系數(shù)，單位為瓦每米開爾文(W/(m·K))；q—單位時間熱流密度，單位為瓦每平方米(W/m若隔熱耐火材料導(dǎo)熱系數(shù)-溫度呈線性關(guān)系，則某一溫度下材料的導(dǎo)熱系數(shù)可由已知的導(dǎo)熱系λT2=λT1+yΔT…………(2)λT1—T1溫度下的導(dǎo)熱系數(shù)；2導(dǎo)熱系數(shù)溫度變化率temperaturechangerateofthermalcoy導(dǎo)熱系數(shù)溫度變化率是指在單位溫度梯度下材料導(dǎo)熱系數(shù)的y=dλ/dT……………(3)y—導(dǎo)熱系數(shù)的溫度變化率，單位為瓦每米開爾文的平方(W/(m·K-2))。若材料的導(dǎo)熱系數(shù)溫度變化率-溫度呈線性關(guān)系，則某一溫度下材料的導(dǎo)熱系數(shù)溫度變化率可由已yT2=yT1+kΔT…………(4)yT1—T1溫度下的導(dǎo)熱系數(shù)溫度變化率；yT2—T2溫度下的導(dǎo)熱系數(shù)溫度變化率；最佳使用溫度optimumservice即為耐火磚的最佳使用溫度Topt。在某一溫度下保溫，材料導(dǎo)熱系數(shù)變化不超過規(guī)定允許誤差的最長時間tmax，認為是材料的保溫壽命tmax，繼續(xù)延長保溫時間，隔熱耐火材料導(dǎo)熱系數(shù)-時間關(guān)系出現(xiàn)顯著變化。驗，經(jīng)Nmax+1次熱循環(huán)后，導(dǎo)熱系數(shù)出現(xiàn)顯著變化，則最大熱循環(huán)次數(shù)Nmax為材料在該熱疲勞條件下的熱疲勞壽命Nmax。3耐火材料的最佳使用溫度，通過測定保溫壽命和熱疲勞壽命，協(xié)助分析材料性能優(yōu)劣和壽命長λ=Q·δ/(A·ΔT)…………(5)λ—導(dǎo)熱系數(shù)，單位為瓦每米開爾文(W/(m·K))；A—試樣面積，單位為平方米(m2)；ΔT—冷、熱面溫差，單位為開爾文(K)。水流吸收的熱量與水的比熱、水的質(zhì)量和水溫Δt—水溫升高，單位為開爾文(K)。41號樣品與2號樣品的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度曲線呈較好的線性增長，因此判斷其最高使用溫度為5.1試驗爐采用電加熱爐(如圖2)，且應(yīng)滿足下列條件：d)在空氣氣氛中應(yīng)能滿足本文件規(guī)定的升溫速率加熱試樣。儀表的控溫精度應(yīng)不低于0.5℃,恒5.2量熱器系統(tǒng)5.2.3溫升熱電偶堆5.2.4溫差調(diào)零熱電偶堆5.3給水系統(tǒng)5.4測量散料的匣缽用剛玉質(zhì)耐火材料制成，其內(nèi)徑尺寸為230mm×235.6其他器具6從標型磚或其他尺寸的樣品中，切割出上下面平行、光部分拼成（228~230）mm×（228~230）mm×(10～25)mm方形試樣或直接切割出（228~230）mm×每次試驗需要4塊試樣，每塊試樣的兩個端面應(yīng)平整，平行度誤差應(yīng)小定后測試，在向匣缽中間裝填物料時，還可進行搗實，裝填高度應(yīng)與匣槽，將第二支測溫熱電偶T2放置在槽內(nèi)，使其熱端設(shè)置在第一塊試樣的上表面試樣；依次類推，放置第三支熱電偶T3、第二塊試樣，第四支熱電偶T4、第三塊試樣。mm×100mm，在其四周用同一厚度的同一樣品塊填充滿整個量熱器，再在周氈(毯)蓋嚴。量熱器、墊布、墊板、試樣、均7至少60min；多層試樣的測試，則應(yīng)延長其保溫時間；在單層試樣或多層試樣測試前，要使得試樣在±0.05℃,中心量熱器進口與出口溫差(Δt）變化不大于1%，且中心量熱器水流量穩(wěn)定在1%以內(nèi)，min，進行第三次測量，當三次測量，特別是ω×Δt之值變化大新測量。某一溫度測量完畢后，可按照規(guī)定的升溫速率，升溫至第二溫度點，再恒溫60min（定形制指定溫度下進行熱循環(huán)，測定最大熱循環(huán)次數(shù)Nmax；min，測定導(dǎo)熱系數(shù)-溫度曲線，確定最佳使用溫度，或者在指定溫度下保溫，測定使用壽命tmax，或者在指定溫度下進行熱循環(huán)，測定最大熱循環(huán)次數(shù)Nmax；溫度下進行熱循環(huán)，測定最大熱循環(huán)次數(shù)Nmax；d)對于纖維制品從室溫至試驗溫度，按5℃/min~10℃/min升進行熱循環(huán)，測定最大熱循環(huán)次數(shù)Nmax；e)按耐火材料的工藝要求升溫，測定導(dǎo)熱系數(shù)-溫度曲8調(diào)節(jié)中心量熱器的水流量，流量根據(jù)試樣的材質(zhì)確定，一般控制在30）：λ=k·Δmv·ω·δ/(tn1-tn2)………(7)λ—導(dǎo)熱系數(shù)，單位為瓦每米開爾文(W/(m·K))；k—常數(shù)，單位為焦每克毫伏平方米(J/(g·mV·m2))；Δmv—中心量熱器的水溫升高的電動勢差，單位為毫伏(mV)；ω—中心量熱器的水流量，單位為克每秒(tn1—第n層的熱面溫度，單位為度(℃)；tn2—第n層的冷面溫度，單位為度(℃)；注：n1指從熱端到冷端的第n層熱面，n2指從熱端到冷端通過測定T1溫度下隔熱耐火材料的導(dǎo)熱系數(shù)λT1，按式(2)計算不高于最佳使用溫度的任意溫度T2下隔熱耐火材料的導(dǎo)熱系數(shù)λT2。可根據(jù)公式(3)計算導(dǎo)熱系數(shù)溫度變化率y，并通過圖形處理軟件，根據(jù)導(dǎo)熱系數(shù)-溫度線性關(guān)系求取導(dǎo)熱系數(shù)溫度變化率偏離線性關(guān)系的最低溫度，即為最佳使用溫驗