一种热态耐磨性测试仪及测试方法技术

本发明专利技术属于物理测试设备。提出的一种热态耐磨性测试仪主要由加热炉、样品室（１６）和低压室（１８）、喷砂枪及供砂机构构成；用于放置试样的样品室（１６）位于加热炉内其为密闭结构并通过稳压隔离孔与位于样品室（１６）外的低压室（１８）相通，与高压气源连接的喷砂枪其枪管的轴线与稳压隔离孔的轴线在一条直线上，喷砂枪其枪管的出口与稳压隔离孔之间具有间隙且二者之间的间距可调；供砂机构的供砂管（３１）与喷砂枪相连通；喷砂枪的枪管出口位于低压室（１８）内。本发明专利技术的热态耐磨性测试方法科学合理，其测试仪可在不同气氛中对试样进行测试，如氧化气氛、惰性气氛等，可不受环境约束能可靠准确地测量材料的热态相对耐磨性的测试。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于物理测试设备，主要提出。技术背景本专利技术的测试仪主要为了解决一些耐热材料如耐火材料在热态中的耐磨性 的观赋问题。材料的热态耐磨性的研究与探索由来已久，因为耐热材料的热态 耐磨性的好坏直接影响其在热态中的使用性能，对工业生产安全也有着极大影 响，如水泥窑用耐火材料、火电厂锅炉用耐火材料、炼钢用各种窑炉用耐火材 料的热态耐磨性能的好坏，将直接影响到窑炉的使用寿命和生产安全。在以往的耐磨性研究中，在常温下往往采用冲蚀磨损的方》妹测试，我国为此制定了 GB/T18301—2001《耐火材料常温耐磨性试验方法》标准。该标准 主要引用了美国ASTM C704-2001《耐火材料常温耐磨性试验方法》标准。该 标准只适用于常温的耐火材料的耐磨性试验。其原理是将规定形状尺寸试样的 试验面垂直对着喷砂管，用压縮空气将磨损介质(即磨料)M喷砂管喷吹到 试样上，通过测量试样的磨损体积来评价试样的耐磨性。该方法原理清晰，操 作方便，试验的可比性与重复性都较好，是常温下测试材料耐磨性的理想方法。 但如果用该方法进行热态耐磨试验时，由于该方法的喷砂管与试样处于同一环 境中，如果X寸试样加热，势必影响到喷砂管的使用，且由于试样与喷砂管处于 同一气压下。当喷砂管对试样进行喷砂试验时，喷吹出的7^H会很快地将试样 表面^it吹低，从而无法实现材料在热态中的耐磨性试验。目前，我国的耐火材料耐磨性试验方法尚处于萌芽期，主要借鉴了国外的 一些方法，发达国家的热态耐磨性试验方法主要有两种 一种是燃气加热试样， 甩砂(砂子即为磨损介质)冲蚀磨损的方法如日本《BS 1902: saction4.7 : 1985 140(TC高温下抗磨损指数的测定》标准。该方法的缺陷是试样的表面温度控制 困难，甩砂冲蚀力小，结果的重现性不好，试样过程长且存在一定的危险。还 有一种方法是将试样放在一个加热炉中加热，加热炉的上部有一种可供砂子流 入的孔，当试样被加热到温度后，将位于相当高度(如二层楼高)的砂子从加 热炉上方的孔中流入，靠砂子的位能冲蚀试样，该方法存在的缺陷是流砂的冲蚀效果有限、试验时间过长、试验受场地限制，所处环境的气压、温度、湿度及海拔高度都将对试验的结果产生影响。
技术实现思路
本专利技术提出的目的即是为了解决耐热材料在热态环境中的耐磨性测试问 题，提供一种不受环境约束的能可靠、准确地测量材料的热态相对耐磨性的测 试仪及测试方法。本专利技术所提出的热态耐磨性测试仪主要由加热炉、样品室和低压室、喷砂枪及{*#机构构成；用于放置试样的样品室位于加热炉内其为密闭结构并通过 稳压隔离孔与位于样品室外的低压室相通，与高压气源连接的喷砂枪其枪管的 轴线与稳压隔离孔的轴线在一条直线上，喷砂枪其枪管的出口与稳压隔离孔之 间具有间隙且二者之间的间距可调；i^類少机构的fM^管与喷砂枪相连通；喷砂 枪的枪管出口位于低压室内。本专利技术所提出的热态耐磨性测试方法为使试样位于密闭的加热炉样品室 内并被加热至1」所需 鹏，样品室的》鹏由加热控制系统闭环控制将其控制在设 定的试验温度范围；给喷砂枪通入高压气体使高压气体由喷砂枪喷出，其一部分通过稳压隔离 uaA样品室内并使样品室内的压力与喷砂枪所喷出气体的压力逐渐达至l评衡；在样品室内的压力与温度稳定后，供砂机构给砂，使与供砂 管连通的喷砂枪将砂粒吸入并由枪管喷出，使砂粒在高压气体作用下穿过稳压 隔离 L进入样品室内，喷到试样的试验面上，对试样产生冲蚀作用，由低压室 的排气孔将进入到低压室内的气体排出。喷砂枪喷出的高压气体的一部分通过稳压隔离孔进入样品室，由于稳压隔 离孔的作用使样品室内的压力逐渐增加至与喷砂枪所喷出的高压气体压力达到 平衡并保持稳定，此后高压气体基本不再继续进入样品室内，供砂机构给砂， 磨料(砂)被吸入喷枪内并在高压气体作用下从枪管管口喷出，由于从枪口喷 出的砂子具有高密度高动能的特点，其将穿过稳压隔离孔周围的气体屏蔽区进 入样品室内，喷到试样的试验面上，对试样产生冲蚀作用。由于喷砂枪的枪管 口位于低压室内，其喷出的高压气体由排气孑L排出，避免低压室内压力增高， 对试验产生影响。本专利技术测试仪的高压室压力可通过调整进气压力来调整，低压室的压力可通过调整排气阀来调整，枪口与稳压隔离孔的间距可调，通过调整该间距或改 变稳压隔离孔的孑L径可以改变样品室的压力，砂子流量可调如通过改变漏斗限 量嘴即可调整流量；通过改变喷砂枪内文氏管内的间隙可以改变进砂管的真空 度，当以上调整参数设定并调整后，观赋结果的重现性将是非常好的。如果采用相同的磨损介质(如36然iC砂)，其观赋结果的相对可比性也能得到保证。本专利技术的热态耐磨性测试方法科学合理，其测试仪可在不同气氛中对试样 进行测试，如氧化气氛、惰性气氛等，可不受环境约束能可靠准确地测量材料 的热态相对耐磨性的测试。 附图说明图1为本专利技术测试仪的结构示意图。图2为图1的A—A剖面图。图3为本专利技术的喷枪结构示意图。图4为喷枪7乂平安装时的结构示意图。图5为喷枪45。角安装时的结构示意图。图6为用反射板反射冲蚀试样的示意图。图中，1、压力表，2、高压室，3、低压赔密封圈，4、低压室压力表，5、 稳压隔离环，6、保护管，7、样品室压力表，8、炉盖密封圈，9、炉盖冷却水 槽，10、耐热框，11、发热体，12、隔热层，13、框架，14、试样座，15、试 样，16、样品室，17、排气口， 18、低压室，19、小漏斗，20、真空压力表， 21、限流嘴，22、大漏斗，23、排气阀，24、热电偶，25、后盖冷却水槽，26、 后盖密封圈，27、接线柱，28、炉门密封亂29、炉门冷却7jC槽，30、文氏管， 31、供砂管，32、枪管，33、进气管，34、炉壳，35、炉门、36、炉盖，37、 低压室外壳，38、低压室盖板，39、炉体进气阀，40、反射板。具体实施方式结合附图给出的实施例对本专利技术加以说明，但不构成对本专利技术的任何限制: 如图l、图2所示，本专利技术热态耐磨性测试仪主要由加热炉、位于加热炉内 的样品室16、低压室18、喷砂枪及给砂机构构成；所述的加热炉主要具有炉壳 34、炉门35、炉盖36、隔热层12、发热体ll、热电偶24、炉盖密封圈8、炉盖冷却水槽9、炉体进气阀39;加热炉用于将试样加热到i^fM度，并在i，过程中使试验Mit稳定，样品室16通过稳压隔离孔与低压室18相通，当加热 炉的炉门35关闭时，加热炉除稳压隔离孔外，其壳体密闭性良好，在内部形成 一个样品室16。在炉盖36上开置的两个 L分别用于安装样品室压力表7和稳压 隔离环5，稳压隔离环的环口构成稳压隔离孔，试样15位于加热炉炉膛的均温 区即样品室16内，其试验面对着稳压隔离环5，稳压隔离环为一圆环结构，该 实施例中其为由外至内縮径的环状结构，即其外口为喇叭形；在样品室内压力 与喷砂枪所喷出压力达到平衡时，稳压隔离环5可以使喷砂枪喷出的冷空气不 与加热炉内热气体产生交换，起到稳定炉内压力、温度及隔绝喷砂枪喷出的冷 气进入炉内但可使砂子射入炉内(即样品室内)的作用。稳压隔离环5的下部 联接有耐热材料制成的保护管6，其作用是为了防止磨料冲击到加热炉保温层 12，试样15可放在一^H式样座14上并置于一个耐热匣框10内，匣框10的主本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热态耐磨性测试仪，其特征是：主要由加热炉、样品室（１６）和低压室（１８）、喷砂枪及供砂机构构成；用于放置试样的样品室（１６）位于加热炉内其为密闭结构并通过稳压隔离孔与位于样品室（１６）外的低压室（１８）相通，与高压气源连接的喷砂枪其枪管的轴线与稳压隔离孔的轴线在一条直线上，喷砂枪其枪管的出口与稳压隔离孔之间具有间隙且二者之间的间距可调；供砂机构的供砂管（３１）与喷砂枪相连通；喷砂枪的枪管出口位于低压室（１８）内。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄少平，黄朝晖，银勇，李丰，王澎，张灿，房明浩，刘艳改，
申请(专利权)人：洛阳市谱瑞慷达耐热测试设备有限公司，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]