GB T 5990-2006 耐火材料 导热系数试验方法(热线法).pdf
《GB T 5990-2006 耐火材料 导热系数试验方法(热线法).pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《GB T 5990-2006 耐火材料 导热系数试验方法(热线法).pdf(17页珍藏版)》请在麦多课文档分享上搜索。
1、ICS 81. 080 Q 40 中华人民共和国国家标准耐火材料GB/T 5990-2006 代替GB/T5990-1986 ,GB/T 17106-1997 导热系数试验方法(热线法)Refractory materials-Determination of thermal conductivity-Hot-wire method CISO 8894-1: 1987 8,ISO 8894-2: 1990 , MOD) d 2006-09-30发布2007-02-01实施中华人民共和国国家质量监督检验检亵总局世世中国国家标准化管理委员会。叩,品.c. 目。自GB/T 5990-2006 本标准
2、修改采用1808894-1:1987(耐火材料导热系数试验方法第1部分:十字热线法)(英文版)和1808894-2: 1990(耐火材料导热系数试验方法第2部分:平行热线法)C英文版)。本标准合并1808894-1和1808894-2后重新起草,并删去了1808894-2: 1990的附录BC参考文献)。在附录C中给出了本标准章杂编号与1808894章条编号的对照一览表。本标准在技术内容上与1808894-1和1808894-2完全相同,仅对十字热线法增加了计算机数据处理。本标准与1808894存在的主要差异如下z一一将1808894-1和1808894-2合井,内容按章分开编写;一一-删去了
3、1808894-2: 1990附录队一一引用的国际标准改为相应的我国标准;一一增加了4.7数据处理;一一增加了附录A和附录C。本标准自实施之日起代替GB/T5990-1986(定形隔热耐火制品导热系数试验方法(热线法门和GB/T 17106-1997(耐火材料导热系数试验方法(平行热线法)。本标准与GB/T5990一1986和GB/T17106-1997相比,做了下列修改:一一修改了标准名称;一一修改了标准的适用范围;一一-增加了采用计算机测控时数据处理及一元线性回归。本标准的附录A、附录B和附录C均为资料性附录。本标准由全国耐火材料标准化技术委员会CSAC/TC193)提出井归口。本标准起草
4、单位:中钢集团洛阳耐火材料研究院、新密高炉砌筑耐火材料厂、抚顺市北方耐火材料厂。本标准主要起草人:张亚静、彭西高、孙萍、魏发灿、胡家金、刘慧军。本标准所代替标准版本的历次发布情况:一一-GB/T5990 1986; 一-GB/T17106-19970 I GB/T 5990-2006 耐火材料导热系数试验方法(热线法)1 范围1. 1 本标准规定了热线法测定耐火材料的导热系数。1.2十字热线法适用于测量温度不苟且品比品通系数小于1.5 W/(m K)、热扩散率不大于10-6 m2/s的耐火材料。1.3平行热线法适用于测唠瞧不大于品品蜷数小于2嗯/(m K)的耐火材料。1.4 在1.2和1.3规
5、定3 定义热时脱水的影响,试样须作预处的d理处均宫叫r?啊ubE44寸。致量致理一测一。,注3. 1 导热系数t 。单位为瓦每米开尔文W/(m. K)J。3.2 热扩散系数 材料的导热系数与其单位体积热叮智3.3 单位体积的热窑heat capacity per unit volume 热容除以体积,单位为焦每立方米开尔文J/(m3 K)J。注:这等于单位质量的热容乘以体积密度。4 十字热线法4. 1 原理试样在炉内加热至规定温度并在此温度下保温,用情试样长度方向埋设在试样中的线状电导体(热线)进行局部加热,热线载有已知恒定功率的电流,即在时间上和试样长度方向上功率不变。从热线的GBjT 59
6、90一2006功率和接通电梳加热后已知两个时间间隔的温度可以计算导热系数,此温升与时间的函数就是被测试样的导热系数。4.2 设备4. 2. 1 试验炉,能容纳一个或多个试样组件的电加热炉,能升至1250aC,试样任意二点间的温差不大于10aC;在测试中(约15min内)试样周围瘟度被动不大于0.5aC。试验炉控温精度为士5aC。4.2.2 热线,最好采用铅线、铀/姥合金钱,长约200mm,直径不大于0.5mma长度的测量精确到士0.5mma 注:对于1OOOC以下,热线可根据温度选择合适的贱金属线。4.2.3 热线电掘,采用交流或直流稳压电掘,测量期间功率波动不超过2%。4.2.4 测量十字架
7、,由热线和铅/铀姥热电偶组成,热电偶焊接在热线的中心,热电偶的两个分支应有合适的角度(见图1和图2)。热电偶的最大直径应不大于热线的直径(为了减少测量点的热损)。4.2.5 测量回路,热线的两端都焊有相同材质的两根线(直径尽可能大于热线的直径)一对供给热流,另一对测量电压降,热电偶焊接在热线的中间(见4.2.4)并与参比热电偶反接以测量温度变化。引线要能延伸到炉体外与测量设备相连,连线可用其他材质的导钱。4.2.6 测量设备(见图3)4.2.6.1 热线两端电压降的测量应精确到土0.5%,对于交流电压的测量,热线的电阻可测量到相同的精度。如温升大于15C,允许热线电阻随温度变化(见4.4.8)
8、。4. 2. 6. 2 热线的电流测量应精确到:1:0.5%。4. 2. 6. 3 热线泪度测量的灵敏度为10V/cm,精度1%。4.2. 7 匣钵,用于试验粉料或颗拉料,它的内部尺寸和4.3.2中规定的整体试样相同,以便使试验系统有4.3.2规定的23个接触面,下匣钵是一个无盖的方盒,上匣钵和中匣钵是个方框另带一个盖。4.3 试样4. 3. 1 取样应按照GB/T10325或双方协商取样。注:如果能从足够大的样品上切取2-3块试样(见4.3.2和图l、图2),则n个样品中可进行n次试验。假如样品小,从每个样品中只能得到一个试样,对于两块试样,n次试验需要2n个样品;对于三块试样,n次试验需要
9、3个样品。4.3.2 尺寸试样组件应包括23个相同的试块,尺寸不小于200mmX100 mmX50 mm。注:在满足4.3.3的条件下,建议选用230mmX 1l4 mm X 64 mm或230mmX 1l4 mmX76 mm标准砖做试块。4.3.3 表面平整度尽可能将两个试块的接触面磨平,使得在距离100mm以内的两点间平整度的偏差不超过0.2 mm , 4.3.4 刻槽当使用两个试块时,需在下试块的上砖面上刻两个直槽以容纳测量十字架(4.2.4)和一个V型槽以容纳参比热电偶(4.2.5)(见图2)。当使用三个试块时,需在下试块的砖面上刻槽以容纳热线测量架和在中间试块的上砖面上刻一个V型槽以
10、容纳参比热电偶(见图2)。在任何情况下,其深度和宽度均不大于1mma 注:在下试样的上接触面参比热电偶焊点的位置应是距230mm边5mm和距底边不足10mm的交点。4.4 试验步骤4.4. 1 装配样块(或两次以上的平行试验的试块)准备试验,对于两块试样在两个试块之间安置热线十字架(4.2.4)和参比热电偶(4.2.5),即和热线在一个平面内(见图1)。对于三块试样安置热线测量架使得热线在中间和下部试块之间,参比热电偶在上部和中问试块之间(见图2)。G/T 5990-2006 4.4.2 对于致密材料,热线测量架和参比热电偶应用泥浆柑合在槽内(4.3.的,泥浆由磨细的试样细粉和少量适当的帖合剂
11、(如2%糊精和水)结合而戚。泥浆在试验开始前应干燥。4.4.3 如果试样是粉料或颗粒料,先用它们填满下匣钵(4.2.7),将热线测量架和热电偶放在其上,再把上匣钵放在下匣钵上,用试验材料填满,对于两个试块的试验,这就完成了试样的装配。对于三个试块的试验,将参比热电偶放在中间试块的上面,按相同的模式放置上匣钵井充填。装填试样时,不应敲打、振捣,以保持自然堆积状态,然后测量堆积体积密度。4.4.4 将试样组件装入炉内(4.2.1),要保证受热均匀,将试样组件都放在与试验材料材质类似的两个支座上,支座尺寸为125mmX10 mmX20 mm、支承面为125mm X 10 mm,与试块114mm X
12、76 mm(或100mmX 50 mm)的面平行,井距此面约20mmo 4.4.5 将测量回路连接到测量设备(见4.2. 5和4.2. 6)。4.4.6 断开热线回路。以不大于10K/min的升温速率将炉温升至第一个试验温度。注:升温速率应低至保证试样不受热震损坏。4.4.7 将电源连接到一个与热线电阻值相等的假负载电阻上,以此得出热线在15min内的温升不大于1000C的输人功率。4.4.8 当炉温达到试验强度后,用反接的2个热电偶焊在热线上的热电偶和参比热电偶)检查装样区温度是否均匀和稳定,测量期间2个热电偶的温差应不超过O.050C。4.4.9 当满足4.4.8要求后,在接通热线回路的同
13、时连续记录热线的温度和对应的时间,如果没有采用自控电掘供给装置,就需在接通热线回路之时起每间隔2min同时记录通过热线的电压和电流,包括计算结果的时间tl和t2(通常是2min和10min)。4. 4. 10 在测量一段时间之后,一般10min15 min ,切断热线回路,试验炉保温一段时间,使热线和试样达到瘟度平衡。4. 4. 11 在热线和试样达到温度平衡后,按照4.4.8检查植度的均匀与稳定性,重复4.4.9、4.4. 10操作,在相同条件下再次测量热线温升速率。4. 4. 12 重复操作4.4.11,在相同条件下第三次测量热线温升速率。4. 4. 13 以不大于10K/min的速率将炉
14、温升到下一个试验温度,再按4.4. 74. 4.12进行重复测试,在该温度下测量三次热线的温升速率。4. 4. 14 重复操作4.4.13,在每个试验强度下测量三次热线温升速率。4.5 结果处理4.5. 1 如果热线的电流在测量期间波动超过2%,结果应舍弃。需采用较小的电流再次进行测量。4.5.2 热线的温升与时间遵从对数定律,记录的温升与时间在半对数坐标中呈直线。如果不是这样,或是待测材料没有满足试验必须的条件,结果没有意义,或试验有错误,应重新进行试验。4.5.3 如温度与时间在低端是非线性(4.5.2),这可能是热线周围埋设材料的影响,可采用选择另一个白得到有用的结果。4.5.4 如温度
15、与时间在高端是非线性(4.5.2),这可能是由于材料的热扩散率过高,可采用选择另一个t2得到有用的结果。4.6 结果计算4. 6. 1 计算方法导热系数按式(1)或式(2)计算:或 = 12 R x lr:(t2/tl 一u-.一-4/, f:. B2 - M1 V1 ., ln(t2ltl) =一:X一一.;I ., 1 / 4f:.B2 -f:.民. ( 1 ) ( 2 ) 3 GB/T 5990-2006 式中:一一导热系数,单位为瓦每米开尔文CW/(mK); I一一电流,单位为安(A); V一一热钱单位长度的电压降,单位为伏每米CV/m); R一一一热线在试验温度时单位长度的电阻,单位
16、为欧每米CQ/m); t1、t2一一接通热线回路后的测量时间,单位为分(min); A矶和M2一一接通热线回路后在t1、t2时间测量时热线的温升,单位为开尔文(K)。4.6.2 重复性在己知试验条件下,本方法的重复性约为8%。4. 7 数据处理当采用计算机测控时,热线的温线。运用一元线性回归,采用最与时间在半对数坐标中呈直定测试结果。5 平行热线法5. 1 原理平行热线法是测量态测量法。试样组件在炉内导体(热线)进行热电偶安放开始测量植升随时5.2 设备5.2. 1 试验炉,电间的温差不大于10士5.C0 5.2.2 热线,最电掘电流的引线连接应和热线相同,热线的寻|线应由两根或两根以2.5
17、mm勺。注:热线也可以用贱金属5.2.3 热线电掘,采用对于200mm长的热线相当于5.2.4示差铀/铀(姥)热电偶(R或事型),由测量搞草稿和一个反魄攀比热电偶组成(见围的。测量热电偶和热线平行,二者相距15mm土护问图5)。部时电偶放在上试块的上表面和盖板中间,盖板材质和试样相同,以保持有稳定的输出。热电偶的直径应和热线相同,其长度应能延伸到炉外经连线和测量仪器相连,连线可用其他材质的导线,热电偶外部接点应恒温。电便状。偶线变电的不热中率鸟,样功LM时此间意二点温度偏盖为热线的一端与的引线的直径直径,试样外的注1.在1OOOC以下可用贱金属热电偶。注2,在上试块和盖板间可加隔热板。5.2.
18、5 数字万用表,用于测量热线电流和电压,二者的测量精度至少为士0.5%。注:可选用0.2级以上的仪器。5.2.6 测量系统,温度时间记录装置,灵敏度至少为2V/cm或能显示O.05V,时间分辨率要高于0.5 s、测温精度0.05K。G/T 5990-2006 5.2.7 匣钵,用于试验粉料或颗粒料,它的内部尺寸和5.3中规定的整体试样相同,以便使试验系统有5.3.2规定的两个接触面,下匣钵是一个无盖的方盒,上匣钵是个方框另带一个盖(见图肘。5. 3 试样5. 3. 1 取样应按照GB/T10325或双方协商取样。5.3.2 尺寸试样组件应包括两个相同的试块,尺寸不小于200mmX100 mmX
19、50 mmo 注:在满足5.3. 3的条件下,建议选用230mmX 114 mm X 64 mm或230mmX 114 mmX 76 mm标准砖做试块。5.3.3 表面平黯度尽可能将两个试块的接触目磨平,第舞剧情啊阿吨也内的两点间平整度的偏差不超过0.2 mm。5.3.4 致密材料刻槽对于致密材料,需在试块宽度应满足图7的要求。注:高导热材料(如注55.4 试验步骤5. 4. 1 装样准心钱,并用泥浆成。应确保热线帖5.4.2 如果试样(见图的,再把上样时,不应敲打、振注:在有关双方5.4.3 将试样组支座上,支座尺寸(或100mmX.50 5.4.4 将热线、热炉温升至第一个试验注:升温速率
20、应低至5.4.5 根据最初试验80%。表1给出了一定在最长测量延续时间(trnax)量精度。注:热线输入功率大小根据设备表1时间t的测最精度导热系数/1:最大试验时间W/(m K)J I tmox s 4.0 2.0 2.0 1. 0 I 020V量程15 30 热线和热电偶,其深度和线沿着砖丽的中精和水)结合而偶放在其上上。装填试X 76 mm 程的60%,最好考值。此值是根据也列出了时间t的测推荐的功率/CWm-)050V量程。100V量程0200V量程7.5 15 15 30 60 40 75 150 75 150 5 GB/T 5990-2006 表1(续)导热系数./最大试验时间时间
- 1.请仔细阅读文档,确保文档完整性,对于不预览、不比对内容而直接下载带来的问题本站不予受理。
- 2.下载的文档,不会出现我们的网址水印。
- 3、该文档所得收入(下载+内容+预览)归上传者、原创作者;如果您是本文档原作者,请点此认领!既往收益都归您。
下载文档到电脑,查找使用更方便
5000 积分 0人已下载
下载 | 加入VIP,交流精品资源 |
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- GB 5990 2006 耐火材料 导热 系数 试验 方法 热线
