耐火纤维制品检测

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耐火纤维制品检测 -耐火材料检测

耐火纤维是纤维状隔热耐火材料，一般分为非晶质和晶质两大类，可以加工成纸、线、绳、板、毯、毡等耐火纤维制品。对于耐火纤维制品的性能检测，参考标准GB/T 17911—2018《耐火纤维制品试验方法》，主要包括试样制备方法，以及厚度、体积密度、加热永久线变化、抗拉强度、渣球含量、回弹性和导热系数等试验方法。

1 耐火纤维制品试样制备方法

耐火纤维的试样制备采用刀、锯、钢板尺等切样工具，切样时应将周边受压部分除去，并垂直其长度方向横跨宽度切割试样，切样时不要用力过大，以免压实纤维。不同检验项目的样品数量见下表。

2 耐火纤维材料厚度试验方法

耐火纤维制品的厚度是指在规定的压应力下，按照一定的方法测定的厚度。通常有两种方法：比较计法和针刺法，其中比较计法为仲裁方法，而且是用于纤维纸的唯一方法。 对于体积密度低于96kg/m3 的制品，测定时施加的压应力为（350±7）Pa；体积密度等于或大于96kg/m3 的制品，施加的压应力为 （725±15）Pa。 采用比较计测定时，将试样放置在基准板上，缓慢放下圆盘，记录读数，精确至0.1mm。采用针刺测厚仪测定时，将试样放置在玻璃板上，使针垂直于玻璃板穿透试样，记录读数，精确至0.5mm。报告每一块试样的单值和平均值。

3 耐火纤维材料制品体积密度试验方法

用钢尺或卡尺沿试样的中线测量其长度和宽度，精确至0.5mm，计算面积。按第2节的规定测定试样的厚度。 称量试样，精确至0.1g。 计算试样的体积密度ρ。数值以kg/m3为单位，结果按 GB/T 8170-2016《数值修约规则与极限数值的表示和判定》修约至整数。计算公式如下

式中m—试样的干燥质量,g； a—试样的长度,mm； b—试样的宽度,mm ； t—试样的厚度,mm 。

4 耐火纤维材料制品回弹性试验方法

回弹性是指耐火纤维制品被压缩到起始厚度50%的复原性能，一般用试样卸载复原后的 厚度与起始厚度比表示。 按照厚度测定方法测定起始厚度，将试样放置在压力机上，按2mm/min的恒定位移速率 对试样施加压力，直至厚度被压缩到50%，并保 持5min，卸载后立即测定厚度，计算回弹性，下面的公式，精确至0.5%。

计算永久性变形PD，见下面的公式，以％表示， 结果按GB/T 8170修约至0. 5%。

式中df一试样压缩冋弹后的厚度，mm； d0—试样的原始厚度，mm。

5 耐火纤维材料制品抗拉强度试验方法

抗拉强度是指耐火纤维制品在断裂前所能承受的最大拉应力，用Pa表示。 试样应在(110±5)℃烘干2h，测量试样受拉部分的厚度，并用钢直尺测量宽度，精确到 0.5mm，用夹具夹紧试样两端，所夹试样面积至 少75mm x 40mm。试样在整个拉伸过程中以 100mm/min的恒定位移速率变形，直至断裂，记录最大拉应力。

6 耐火纤维材料制品渣球含量试验方法

渣球含量是指耐火纤维经过热处理、加压搅拌、淘洗等，用75μmm的标准筛进行筛分，使纤维与渣球分离，渣球的质量占试样质戢的百分比。

6.1 试样处理

测定时的试样处理方法包括：搅拌法和压碎法，其中搅拌法为仲裁法。 (1)搅拌法处理试样：将试样在氧化气氛中烧至其最高使用温度(或供需方协商一致的热处理温度)并保温30min,使其充分脆化。冷却后称取3份试样，每份20g，精确至至0.1g。 在搅拌器中加入700cm3、10 ~ 30℃的水，将试样移入搅拌器中，低速启动搅胖器。充分冲刷盛装试样的容器，保证渣球的完全回收；然后增大搅拌器转速为至少15000r/min，搅拌5min。 (2)压碎法处理试样：将试样放入加热炉中，加热至(925±25)℃并保温30min，冷却后称 取3份试样.每份20g.精确至0.1g。 将每份试样装入压缸中，在l0MPa下压两次，每次施压后需用小铲将试样翻起搅匀，不能有团块岀现。

6.2 纤维与渣球分离

纤维与渣球分离有两种方法：淘洗法和负压筛析法，其中负压筛析法仅适用于压碎法处 理的试样。 (1) 淘洗法：将试样全部转移至淘洗器分离室中，通入10~30℃的水，使其以公式计算的 流量流过淘洗柱，淘洗15min。淘洗结束后，用标准筛(筛网孔径0. 075mm或0.212mm，也可按供需方协商一致的筛网孔径)回收渣球。 将渣球在(110±5)℃干燥至恒量，试样在电热干燥箱中至少干燥1h，前后两次连续称量之差不大于其前一次的0.1%即达到恒量。冷却后称量渣球，精确至0.1g。 按照淘洗柱的直径计算水流量，见下面的公式。

按下式计算渣球含量。其数值以％表示，结果按GB/T 8170修约至整数位。

m sh —渣球质量, 单位为克( g );

m ini —试样质量, 单位为克( g )。

7 耐火纤维材料制品加热永久线变化试验方法

加热永久线变化是指耐火纤维制品在规定的温度下保温一定的时间后，测定插在试样表 面的铂丝间的原始尺寸与加热后之差与原始尺寸的百分比。 试验步骤： 在每块试样的上表面l00mmxl00mm的对角线上，离边缘10~15mm，插4根铂丝作标志，间距约75mm。铂丝直径约0.5mm。用光学显微镜测量铂丝之间的距离精确至0. 05mm。 在进行热处理时，将每块试样放在同一材料切取的样垫上(样垫只能用一次)，并把样垫 放在10~ 15mm厚的定形耐火材料托板上：加热时可以采用热炉法和慢热法，但仲裁法为慢热法，即将试样放入炉中后再按一定的升温速率进行升温，并保温24h。 测定处理后的试样上铂丝的间距。 对每一块试样，计算两个不同方向测量线变化的平均值，以测量铂丝标记之间原始长度 的百分率表示。报告试样每一方向测量值的平均值,结果按GB/T 8170修约至一位小数。

8 耐火纤维材料制品导热系数试验方法

导热系数是指在单位温度梯度下,沿热流方向通过材料单位面积传递的热量，用W/ (m • K)表示。是根据傅里叶一维平板稳定传热过程的基本原理，测定稳态时一维热流垂直通过试样热面流至冷面后被中心量热器的水流 吸收的热量。该热量(Q)与试样的导热系数 ( λ )、冷热面温差( Δ t)、试样面积(A)成正比, 与试样厚度(L)成反比。 与其他隔热制品的测试方法不同，耐火纤维导热系数的测定采用有一层或多层试样组成的试样组进行测定。每层试样长宽至少为230mm*230mm,试样组的厚度为45~100mm。每层试样用隔热砖制备的支柱支撐，并在每层试样之间的中间部位放置一支热电偶,并用尺寸相同的碳化硅板压在最后一层试样和热电偶上面。具体见下图

最上面和最下面的两只热电偶测出试样组热面和冷面的温度，其余热电偶每支均测出试 样相邻两层的热面和冷面的温度。试样组的热面应加热到制品使用的极限温度，而对高温制品，则应加热到所用设备的操作极限温度，至少保温24h。在该温度下，保持热面温度在2h内变化不大于5℃，同时量热器测量的热流量变化不大于2%。保持中心量热器的水流址在 120~200ml/min,变化不大于 1%。

调节内保护装蜀的水流献，以保证该装置和中心量热器的出水温度基本相同。在30min 间隔内进行3~5次测量，包括测量毎层试样的热面温度和冷面温度以及水温升高和中心量热器的水流量，计算导热系数的平均值

m—通过中心量热器的水的平均流量，kg/s;

t1—进水温度，℃；

t2——出水温度，℃；

T1——试样层的冷面温度，℃；

T2——试样层的相应的热面温度，℃ ；

L——测量T1和T2所用的热电偶之间的距离，m；

A——中心量热器的有效面积，㎡；

C——在量热器进、出水平均温度下的 比热容，J/(kg • K)。

国家磨料磨具质量检验检测中心专业检测耐火材料。