本申请提供一种抗烧蚀性能测试装置，包括等离子枪（3）、测试台（4）、热流密度标定装置（6）及测试辅助工装（7）；热流密度标定装置（6）包括受热端盖（8）、第一出水直管（9）、进水管（10）、出水弯管（11）、涡轮流量计（13）、第一进水咀（14）、第一出水咀（15）、第二出水直管（16）、第一密封端盖（19）及第二密封端盖（20）；测试辅助工装（7）包括火焰挡板（21）、外水冷管（24）、内水冷管（25）、第二出水咀（26）、第二进水咀（27）、热电偶套管（29）及套管堵头（31）。该装置采用等离子焰作为热源，能够有效评定超高/高熔点材料的抗烧蚀性能，避免长时间烧蚀过程中工装出现烧蚀、熔融等问题。熔融等问题。熔融等问题。
【技术实现步骤摘要】
一种抗烧蚀性能测试装置及其使用方法
[0001]本专利技术涉及性能测试
，具体涉及一种抗烧蚀性能测试装置及其使用方法。
技术介绍
[0002]目前，新型防热材料在火箭、导弹发射喷管、喉衬、燃气舵、鼻锥等多种防热部件上进行了大量应用；抗烧蚀性能是新型防热材料实际应用过程中的重要性能指标之一，其直接把关系到火箭、导弹等武器装备的工作稳定性与可靠性。
[0003]新型防热材料在工作过程中遭受的温度非常高、最高可达3000℃以上，同时，其工作过程中还遭受瞬时热冲击、热冲刷与高温化学反应等综合作用，难以采用常规的理化性能手段对新型防热材料的抗烧蚀性能进行明确表征。相对于其他抗烧蚀性能地面模拟方法，等离子烧蚀试样方法在烧蚀温度、火焰纯净度等方面具有优势，能够满足新型防热材料的地面模拟烧蚀试验、并完成材料的抗烧蚀性能试验评价要求；然而，现有技术的抗烧蚀性能测试装置无法满足超高/高熔点材料长时间测试的需求，在长时间抗烧蚀性能测试过程中易出现工装烧蚀、熔融等问题；同时，现有技术的抗烧蚀性能测试装置存在热流密度标定准确性低、对测试结果影响大、误差大等问题。
技术实现思路
[0004]针对以上现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种抗烧蚀性能测试装置，该装置采用等离子焰作为热源，能够有效评定超高/高熔点材料(如钨、钼、镍等)的抗烧蚀性能，避免长时间烧蚀过程中工装出现烧蚀、熔融等问题，确保测试过程的顺利进行、保证评价结果的准确性。
[0005]本专利技术的另一个目的在于提供一种抗烧蚀性能测试装置的使用方法。
[0006]本专利技术的目的通过以下技术方案实现：
[0007]一种抗烧蚀性能测试装置，其特征在于：包括等离子枪、测试台、热流密度标定装置及测试辅助工装；热流密度标定装置与测试辅助工装分别固定安装在测试台端面，等离子枪安装在测试台对面且分别对应热流密度标定装置、测试辅助工装设置两个工位(即等离子枪能够在以测试台端面为基准的水平面内进行上、下滑动)；热流密度标定装置包括受热端盖、第一出水直管、进水管、出水弯管、涡轮流量计、第一进水咀、第一出水咀、第二出水直管、第一密封端盖及第二密封端盖；测试辅助工装包括火焰挡板、外水冷管、内水冷管、第二出水咀、第二进水咀、热电偶套管及套管堵头。
[0008]作进一步优化，所述测试装置还包括工业电脑与传输线，工业电脑通过传输线分别与等离子枪、热流密度标定装置、测试辅助工装电连接，用于控制等离子枪的开关与移动、惰性气体的开关与流量、实时温度检测与曲线绘制、冷却水的接入等。
[0009]作进一步优化，所述进水管同轴设置在第一出水直管内(即进水管与第一出水直管中轴线共线且第一出水直管内径大于进水管外径)且进水管两端分别贯穿第一出水直管
两端，第一出水直管一端端部固定设置受热端盖且受热端盖内腔与进水管、第一出水直管对应端连通；出水弯管设置在第一出水直管一侧外壁且与第一出水直管连通，出水弯管远离第一出水直管的一端通过涡轮流量计与第二出水直管连通；第二出水直管外壁设置第一出水咀且第二出水直管远离涡轮流量计的端部通过第一密封端盖密封；进水管远离受热端盖的一端通过第二密封端盖密封且进水管位于第二密封端盖与第一出水直管之间的外壁设置第一进水咀。
[0010]优选的，所述进水管、第一出水直管、出水弯管、第二出水直管均通过安装座设置在测试台端面。
[0011]优选的，所述第一密封端盖中部设置第一热电偶且第一热电偶位于第二出水直管内的端部位于第一出水咀的中心线位置；第二密封端盖中部设置第二热电偶且第二热电偶位于进水管内的端部位于第一进水咀的中心线位置。
[0012]作进一步优化，所述内水冷管同轴设置在外水冷管内(即内水冷管与外水冷管中轴线共线且内水冷管的最大外径小于外水冷管的内径)，火焰挡板固定套接在外水冷管的一端外壁且过盈配合，火焰挡板中部开设用于安装测试试样的安装孔且外水冷管位于火焰挡板端的端面对应安装孔开设安装槽，测试试样靠近外水冷管的一端与安装槽底部留有间隙，安装槽侧壁通过设置第一紧固螺钉实现外水冷管、火焰挡板及测试试样的连接(即第一紧固螺钉依次贯穿火焰挡板侧壁、外水冷管位于安装槽的侧壁后，与测试试样侧壁连接)；内水冷管为喇叭状结构且由远离测试试样向靠近测试试样直径逐渐增大；外水冷管远离测试试样的一端外壁设置第二出水咀；内水冷管内同轴设置热电偶套管且热电偶套管两端分别与内水冷管端部、外水冷管端部进行配合连接，热电偶套管远离测试试样的端部设置套管堵头且套管堵头与外水冷管之间的内水冷管外壁设置第二进水咀；热电偶套管内通过第二紧固螺钉设置第三热电偶且第三热电偶远离套管堵头的一端端部与测试试样背面紧贴。
[0013]优选的，所述内水冷管靠近测试试样的一端与外水冷管内腔连通且外水冷管靠近测试试样一端的内壁开设多个冷却环形槽。
[0014]优选的，所述外水冷管位于靠近火焰挡板端的外壁设置抗烧蚀涂层，抗烧蚀涂层采用钨、钼、NiCrAlY中任一种。
[0015]一种抗烧蚀性能测试装置的使用方法，采用上述抗烧蚀性能测试装置，其特征在于：
[0016]包括：
[0017]步骤A、首先，将测试试样安装在测试辅助工装的安装孔内、并确保第三热电偶与测试试样背面接触，通过第一紧固螺钉进行紧固连接；
[0018]步骤B、分别向第一进水咀、第二进水咀通入循环冷却水，并分别通过第一出水咀、第二出水咀进行回收；
[0019]步骤C、移动测试台，使得测试台与等离子枪端部之间到达设定的烧蚀距离；
[0020]步骤D、等离子枪首先处于热流密度标定装置工位(即等离子枪的中心线与受热端盖的中心线共线)；开启等离子枪，并调节气体流量、电流、电压，直至热流密度标定装置反馈的数据达到实验所需的热流密度；
[0021]步骤E、保持等离子枪启动并将其移动至测试辅助工装工位(即等离子枪的中心线与火焰挡板的中心线共线)，开始进行测试试样的抗烧蚀测试；
[0022]步骤F、测试结束后，等离子枪回到热流密度标定装置工位，关闭等离子枪；待测试试样冷却后取出，检测测试试样烧蚀后的重量与烧蚀坑深度，计算质量烧蚀率与线烧蚀率，结合测试试样的背温曲线，获得测试试样的抗烧蚀性能。
[0023]作进一步优化，所述测试试样为圆形结构，其直径为厚度为8～12mm。
[0024]本专利技术具有如下技术效果：
[0025]本申请通过等离子枪、热流密度标定装置及测试辅助工装的配合，能够满足超高/高熔点材料或涂层长时间抗烧蚀性能测试的需求，有效解决现有技术中长时间抗烧蚀性能测试造成的工装烧蚀、熔融等问题；同时，本申请通过热流密度标定装置首先对等离子枪的热流密度进行标定，一是避免在测试工装上进行标定而导致测试试样在标定过程中被烧蚀的问题、影响测试结果的准确性，二是避免测试辅助工装的冷却循环装置对测试试样的结果产生影响、进而有效消除误差。此外，本申请通过火焰挡板、外水冷管、内水冷管、第二出水咀、第二进水咀、热电偶套管及套管堵头的配合，一是通过火焰挡板有效阻本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种抗烧蚀性能测试装置，其特征在于：包括等离子枪（3）、测试台（4）、热流密度标定装置（6）及测试辅助工装（7）；热流密度标定装置（6）与测试辅助工装（7）分别固定安装在测试台（4）端面，等离子枪（3）安装在测试台（4）对面且分别对应热流密度标定装置（6）、测试辅助工装（7）设置两个工位；热流密度标定装置（6）包括受热端盖（8）、第一出水直管（9）、进水管（10）、出水弯管（11）、涡轮流量计（13）、第一进水咀（14）、第一出水咀（15）、第二出水直管（16）、第一密封端盖（19）及第二密封端盖（20）；测试辅助工装（7）包括火焰挡板（21）、外水冷管（24）、内水冷管（25）、第二出水咀（26）、第二进水咀（27）、热电偶套管（29）及套管堵头（31）。2.根据权利要求1所述的一种抗烧蚀性能测试装置，其特征在于：所述测试装置还包括工业电脑（1）与传输线（2），工业电脑（1）通过传输线（2）分别与等离子枪（3）、热流密度标定装置（6）、测试辅助工装（7）电连接。3.根据权利要求1或2所述的一种抗烧蚀性能测试装置，其特征在于：所述进水管（10）同轴设置在第一出水直管（9）内且进水管（10）两端分别贯穿第一出水直管（9）两端，第一出水直管（9）一端端部固定设置受热端盖（8）且受热端盖（8）内腔与进水管（10）、第一出水直管（9）对应端连通；出水弯管（11）设置在第一出水直管（9）一侧外壁且与第一出水直管（9）连通，出水弯管（11）远离第一出水直管（9）的一端通过涡轮流量计（13）与第二出水直管（16）连通；第二出水直管（16）外壁设置第一出水咀（15）且第二出水直管（16）远离涡轮流量计（13）的端部通过第一密封端盖（19）密封；进水管（10）远离受热端盖（8）的一端通过第二密封端盖（20）密封且进水管（10）位于第二密封端盖（20）与第一出水直管（9）之间的外壁设置第一进水咀（14）。4.根据权利要求1～3任一项所述的一种抗烧蚀性能测试装置，其特征在于：所述内水冷管（25）同轴设置在外水冷管（24）内，火焰挡板（21）固定套接在外水冷管（24）的一端外壁且过盈配合，火焰挡板（21）中部开设用于安装测试试样（5）的安装孔且外水冷管（24）位于火焰挡板（21）...
【专利技术属性】
技术研发人员：李忠盛，吴护林，黄安畏，丛大龙，张敏，陈海涛，何庆兵，白懿心，
申请(专利权)人：中国兵器装备集团西南技术工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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