1400 ℃耐火材料高温耐压强度试验炉技术方案
(文件编号:STR-HCP-1400-20250605 | 版本:V1.0 | 发布:2025-06-05 编制:洛阳赛特瑞)
一、概述简介
本高温耐压试验机设备系 1400 ℃全自动高温耐压强度试验炉,可对耐火材料、陶瓷、碳素等无机非金属试样在设定高温下施加轴向压缩载荷,测定其“高温耐压强度”(MPa)。
高温耐压强度试验炉采用门式加载框架、U型硅钼棒四面加热、B型热电偶双闭环控温、伺服液压恒应力加载及工业CCD实时成像,实现升温-保温-加载-破碎判定-数据存档全流程无人值守,满足 GB/T 34218-2017、ISO 8895、ASTM C133 等标准要求,是质检、科研及高端耐火制品开发的核心装备。
二、遵循标准
GB/T 34218-2017《耐火材料 高温耐压强度试验方法》
ISO 8895:2020 耐火制品—高温耐压强度
ASTM C133-97(2021) 耐火砖与块材常温/高温耐压强度
GB 5226.1-2019 机械电气安全
IEC 60519-1 电热装置安全通用要求
三、用途
耐火砖、不定形耐火材料、陶瓷、碳素材料 1400 ℃ 以内高温耐压强度测定;
烧结、蠕变、热处理后强度保持率评价;
新材料开发、工艺优化、质量仲裁与出厂检验。
四、工作原理
试样置于高温炉内均温带,按设定速率升至目标温度并恒温≥30 min;伺服油缸通过碳化硅压头施加轴向载荷,加载速率恒应力(0.05-1 MPa/s 可调);实时采集载荷-位移曲线,当应力下降≥20 % 或达到预设变形,自动判定破碎并记录最大载荷,计算 σ=Pmax/A,生成“温度-时间-应力-应变”曲线。
五、主要技术参数
序号 | 项目 | 参数值 |
---|---|---|
1 | 设备名称 | 1400 ℃耐火材料高温耐压强度试验炉 |
2 | 英文名称 | 1400 ℃ High-Temperature Compressive Strength Furnace for Refractories |
3 | 设备型号 | STR-HCP-1400-IMG |
4 | 设备结构 | 门式加载框架+管式炉膛+伺服液压+四面硅钼棒加热+CCD成像 |
5 | 最高温度 | 1400 ℃(短时2 h) |
6 | 恒速升温 | 0.5-15 ℃/min 可设 |
7 | 控温精度 | ±1 ℃(保温段) |
8 | 炉温均匀性 | ±2 ℃(均温带9点) |
9 | 最大载荷 | 200 kN(0.1 %FS 精度) |
10 | 加载速率 | 0.05-1 MPa/s 无级可调 |
11 | 加载模式 | 恒应力/恒位移/恒变形 三模式 |
12 | 试样尺寸 | Φ30-70 mm×H10-70 mm 圆柱或 50 mm 立方(可调夹具) |
13 | 单次测试数 | 1-3 个(自动推样) |
14 | 成像系统 | 6MP彩色CCD,实时记录破碎瞬间 |
15 | 热电偶 | 双B型,溯源证书随货 |
16 | 加热元件 | U型硅钼棒,12支,四面均布 |
17 | 炉衬材质 | 氧化铝空心球+多晶纤维复合,厚度≥120 mm |
18 | 观测窗 | φ60 mm石英玻璃风冷套 |
19 | 数据接口 | USB+以太网 |
20 | 电源 | AC380V±10%,50Hz,三相五线,功率15 kVA |
21 | 外形/重量 | 1200×1000×1900 mm / 约650 kg |
名称 | 功能 | 价格代码 |
---|---|---|
质量流量气氛系统 | N₂/空气,0-5L/min,防氧化 | STR-GAS |
激光在线测应变 | 精度±0.01mm,替代CCD | STR-LAS |
二阶梯温度校准 | 第三方1400℃ TUS+SAT | STR-CAL |
SiC压头备件 | 高温磨损更换 | STR-SIC |
上位机分析软件 | Weibull统计、批次对比 | STR-ANA |
七、结构特点(模块化)
门式加载框架:双滚珠丝杠+伺服油缸,刚性高,同轴度≤0.05mm;
管式炉膛:硅钼棒四面均布,试样区辐射受热,温差≤2℃;
自动推样机构:步进电机+直线导轨,一次装载3个试样,连续测试无人值守;
高温夹具:Si3N4结合SiC,压头半径5mm,可调跨距;
CCD成像:风冷+自动滤光,实时捕捉破碎瞬间;
气氛模块:不锈钢密封炉管,O-ring水冷法兰,真空度可选10?2mbar;
电控箱:强弱电分离,SCR调功,PID双闭环,EMC屏蔽。
名称 | 数量 |
---|---|
主机(框架+炉体) | 1套 |
伺服油源+控制器 | 1套 |
工业PC+23″显示器 | 1套 |
B型热电偶 | 2支 |
硅钼棒 | 12支(已装) |
高温压缩夹具 | 1套(Φ30-70mm) |
自动推样器 | 1套 |
CCD成像系统 | 1套 |
刚玉垫块 | 5块 |
高温手套/坩埚钳 | 各1 |
操作手册+SOP | 1份 |
合格证/校准证书 | 1份 |
名称 | 参考寿命 | 备注 |
---|---|---|
硅钼棒 | 1500h@1400℃ | 单根可换 |
B型热电偶 | 12个月 | 提供溯源比对 |
SiC压头 | 300次或1年 | 磨损免费换新 |
石英观测窗 | 2年 | 失透即更换 |
十、售后质保
整机12个月;
现场安装调试+培训2人天;
24h响应,72h到场(国内);
软件终身免费升级;
10年备件保障,质保期外仅收成本费。
十一、包装运输
木箱+防震泡沫+缠绕膜,防雨标识;
吊装位置贴“重心”“向上”,严禁倒置;
运输温度-20-+60℃,相对湿度≤85%。
十二、使用环境要求
室内5-40℃,湿度≤80%RH无凝露;
海拔≤2000m,地面平整,承重≥1t;
电源AC380V±10%,50Hz,接地电阻≤4Ω;
排风:顶部φ100mm排风管,建议风速3-5m/s;
无强磁场、无腐蚀性气体、无振动源。
十三、使用注意事项(含加热元件)
首次烘炉:≤5℃/min升至300℃保温2h,随后≤10℃/min升至1000℃空烧1h;
硅钼棒在400-700℃存在塑性-脆性转变,严禁振动或快冷;
升温速率>10℃/min时,1400℃段必须降速至≤5℃/min;
禁止>1400℃时打开炉门,防止棒氧化膜破坏;
加载前必须恒温≥30min,确保试样温度均匀;
每月检查母排紧固力矩2N·m,发现棒弯曲>3°立即更换;
热电偶每半年与标准偶比对,误差>±2℃更换;
试验结束1000℃以下方可开排风,600℃以下半开门,200℃以下完全开门。
十四、标准操作方法(SOP级)
步骤1 开机前检查
电源、接地、冷却水、压缩空气正常;
棒、偶、夹具完好;
炉膛清洁,推样器归零。
步骤2 制样与装样
按GB/T 34218制Φ50×50mm试样,测量直径;
编号→输入PC→自动推样至炉膛中心。
步骤3 程序设定(示例)
段号 | 目标℃ | 速率℃/min | 保温min | 事件 |
---|---|---|---|---|
1 | 300 | 5 | 120 | 烘炉 |
2 | 1000 | 10 | 30 | — |
3 | 1400 | 5 | 30 | 恒温 |
4 | — | — | — | 加载0.15MPa/s至破碎 |
步骤4 启动
按“RUN”→二次确认→自动执行;
实时显示温度、载荷、位移曲线。
步骤5 结束与取样
破碎后自动停机,<200℃声光提示;
戴高温手套取样,关闭电源。
步骤6 数据与维护
报告自动保存至D:/HCP/日期/;
每月填写《点检表》—棒、偶、夹具、母排、炉衬5项。
十五、强制性声明
本设备为1400℃级高温强电强机械自动系统,所有操作、维护与工艺参数调整必须由经过培训并考核合格的专业人员进行。非授权人员禁止进入电柜、拆卸加热元件或更改控制程序,否则将导致保修失效并可能造成严重人身伤害。