STR-HMOR-1800全自動高溫抗彎強度試驗爐
耐火材料全自動高溫抗彎強度試驗爐技術(shù)方案
文件編號:STR-HMOR-1800-20250605
版本號:V1.0
發(fā)布日期:2025年6月5日
編制起草:賽特瑞技術(shù)研發(fā)部?
一、概述簡介
本設(shè)備系1800℃全自動高溫抗彎強度(HMOR)試驗爐,可對耐火材料、陶瓷、金屬陶瓷等條形試樣,在空氣或惰性氣氛下進(jìn)行三點彎曲強度測定。
全自動高溫抗彎強度試驗爐采用伺服電機恒應(yīng)力加載、工業(yè)CCD實時成像、B型熱電偶雙閉環(huán)控溫,實現(xiàn)升溫-保溫-加載-斷裂判定-數(shù)據(jù)存檔全流程無人值守,滿足GB/T 3002-2017、ISO 5013/5014、HB 5353.3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 3002-2017 耐火材料 高溫抗折強度試驗方法
ISO 5013:2020 耐火制品—高溫抗折強度
ISO 5014:2020 耐火制品—常溫抗折強度
HB 5353.3-2004 熔模鑄造陶瓷型芯性能試驗 第3部分
GB 5226.1-2019 機械電氣安全
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、陶瓷型殼/型芯高溫抗折強度測定;
高溫?zé)Y(jié)、蠕變、熱處理后強度保持率評價;
新材料開發(fā)、工藝優(yōu)化、質(zhì)量仲裁與出廠檢驗。
四、工作原理
試樣置于三點彎曲夾具(下跨距125mm),爐膛以≤10℃/min升至目標(biāo)溫度并恒溫30min;伺服電機通過碳化硅壓頭按0.15MPa/s±0.02MPa/s施加彎曲應(yīng)力,工業(yè)CCD監(jiān)測載荷-撓度曲線,當(dāng)試樣斷裂或達(dá)到最大力值時自動停機,軟件計算Rm=3FL/2bh2,生成“溫度-時間-應(yīng)力-撓度”曲線并自動存檔。
五、主要技術(shù)參數(shù)
| 序號 | 項目 | 參數(shù)值 |
|---|---|---|
| 1 | 設(shè)備名稱 | 耐火材料全自動高溫抗彎強度試驗爐 |
| 2 | 英文名稱 | Automatic High-Temperature Modulus of Rupture Furnace |
| 3 | 設(shè)備型號 | STR-HMOR-1800-IMG |
| 4 | 設(shè)備結(jié)構(gòu) | 門式加載框架+管式爐膛+伺服機電加載+CCD成像+氣氛控制 |
| 5 | 最高溫度 | 1800℃(短時2h) |
| 6 | 恒速升溫 | 0.5-15℃/min 可設(shè) |
| 7 | 控溫精度 | ±1℃(保溫段) |
| 8 | 均溫性 | ±2℃(試樣區(qū)9點) |
| 9 | 最大載荷 | 20kN(0.1%FS 精度) |
| 10 | 加載速率 | 0.05-1MPa/s 無級可調(diào) |
| 11 | 加載方式 | 恒應(yīng)力/恒位移/恒變形 三模式 |
| 12 | 試樣尺寸 | 40×40×160mm;25×25×150mm;60×10×4mm(選配夾具) |
| 13 | 單次測試數(shù) | 1-6根(自動推樣) |
| 14 | 測試氣氛 | 空氣/氮氣/氬氣(質(zhì)量流量計選配) |
| 15 | 成像系統(tǒng) | 6MP彩色CCD,實時記錄撓度,幀率25fps |
| 16 | 熱電偶 | 雙B型,溯源證書隨貨 |
| 17 | 加熱元件 | GM1900硅鉬棒,12支,單側(cè)接線 |
| 18 | 爐襯材質(zhì) | 氧化鋁空心球+多晶纖維復(fù)合,厚度≥120mm |
| 19 | 觀測窗 | φ60mm石英玻璃風(fēng)冷套 |
| 20 | 數(shù)據(jù)接口 | USB×2,RJ45,CSV/PDF/EXCEL |
| 21 | 電源 | AC380V±10%,50Hz,三相五線,功率12kVA |
| 22 | 外形/重量 | 1100×900×1850mm / 約600kg |
六、可增選配置
| 名稱 | 功能 | 價格代碼 |
|---|---|---|
| 質(zhì)量流量氣氛系統(tǒng) | 0-5L/min N?/Ar,自動切換 | STR-GAS |
| 激光在線測撓儀 | 精度±0.01mm,替代CCD | STR-LAS |
| 二階梯溫度校準(zhǔn) | 第三方1600℃ TUS+SAT | STR-CAL |
| 碳化硅壓頭備件 | 高溫磨損更換 | STR-SIC |
| 上位機分析軟件 | 曲線擬合、Weibull統(tǒng)計 | STR-ANA |
七、結(jié)構(gòu)特點(模塊化)
門式加載框架:雙滾珠絲杠+伺服電機,剛性高,同軸度≤0.05mm;
管式爐膛:硅鉬棒圓周均布,試樣區(qū)輻射受熱,溫差≤2℃;
自動推樣機構(gòu):步進(jìn)電機+直線導(dǎo)軌,一次可裝載6根試樣,連續(xù)測試無人值守;
高溫夾具:Si3N2結(jié)合SiC,下跨距125mm可調(diào),上壓頭半徑5mm;
CCD成像:風(fēng)冷+自動濾光,實時獲取撓度-斷裂圖像;
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(框架+爐體) | 1套 |
| 伺服電機控制器 | 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) |
| 三點彎曲夾具 | 1套(40×40×160mm) |
| 自動推樣器 | 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+SOP | 1份 |
| 合格證/校準(zhǔn)證書 | 1份 |
九、易損件與壽命
表格復(fù)制
| 名稱 | 參考壽命 | 備注 |
|---|---|---|
| 硅鉬棒 | 1500h@1600℃ | 單根可換 |
| B型熱電偶 | 12個月 | 提供溯源比對 |
| SiC壓頭 | 300次或1年 | 磨損免費換新 |
| 石英觀測窗 | 2年 | 失透即更換 |
十、售后質(zhì)保
-
整機12個月;
-
現(xiàn)場安裝調(diào)試+培訓(xùn)2人天;
-
24h響應(yīng),72h到場(國內(nèi));
-
軟件終身免費升級;
-
10年備件保障,質(zhì)保期外僅收成本費。
十一、包裝運輸
木箱+防震泡沫+纏繞膜,防雨標(biāo)識;
吊裝位置貼“重心”“向上”,嚴(yán)禁倒置;
運輸溫度-20-+60℃,相對濕度≤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;
無強磁場、無腐蝕性氣體、無振動源。
十三、使用注意事項(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)禁振動或快冷;
升溫速率>10℃/min時,1600℃段必須降速至≤5℃/min;
禁止>1600℃時打開爐門,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,誤差>±2℃更換;
試驗結(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)
步驟1 開機前檢查
電源、接地、冷卻風(fēng)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 3002制40×40×160mm試樣,測量b、h;
編號→輸入PC→自動推樣至爐膛中心。
步驟3 程序設(shè)定(示例)
| 段號 | 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至斷裂 |
步驟4 啟動
按“RUN”→二次確認(rèn)→自動執(zhí)行;
實時顯示溫度、載荷、撓度曲線。
步驟5 結(jié)束與取樣
斷裂后自動停機,<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)
報告自動保存至D:/HMOR/日期/;
每月填寫《點檢表》—棒、偶、夾具、母排、爐襯5項。
十五、強制性聲明
本設(shè)備為1800℃級高溫強電系統(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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