產(chǎn)品分類PRODUCT CLASSIFICATION
推薦產(chǎn)品Recommended products
現(xiàn)存的一些耐火材料性能檢測方法,就其適應(yīng)性而言,主要存在以下5方面的不足:①實驗室檢測條件與實際使用條件不一致;②性能檢測多在無約束條件下進行,而實際中材料會受到各種應(yīng)力,且不同區(qū)域所受應(yīng)力不同,造成了檢測結(jié)果與耐火材料的使用性能不對應(yīng);③時效的影響沒有充分考慮;④多破壞因素的協(xié)同作用未充分體現(xiàn);⑤理化指標范圍規(guī)定得不合理。
1.實驗室檢測條件與實際使用條件不一致
①抗熱震性檢測方法。耐火材料抗熱震性的檢測方法有多種,如水冷或空冷后觀察開裂程度法、水冷或空冷后測殘余強度法、臨界溫差法、X-射線透射法和超聲波法等。這些方法共性的不足,就是檢測條件與耐火材料實際所受熱震條件有較大差異??篃嵴鹦詼y試條件與實際條件的差異主要體現(xiàn)在冷卻條件上。首先,實際使用條件下的冷卻強度不可能達到檢測方法(如水冷)冷卻強度。在此不妨用一個不盡恰當?shù)谋扔鳎喝绻覀冇贸踔猩目荚嚲韥砜夹W(xué)生,應(yīng)考者可能都考不及格,但還是有差別的。可能有50分的不及格,有30分的不及格,因為我們選用的考試卷(評價方法)不合理,所以區(qū)分不出高低。其次,熱震溫度通常選擇1000℃或1100℃,模擬的是耐火材料在實際使用中熱震的溫度差值,而非真實高低溫度的變化。②抗渣性檢測方法。耐火材料的抗渣性是其重要的高溫性能。耐火材料被熔渣的侵蝕是其與熔渣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過程。影響化學(xué)反應(yīng)進程的擴散、濃度、溫度、黏度等因素,同樣影響耐火材料的侵蝕過程。常見的耐火材料抗渣性檢測方法有坩堝法、靜態(tài)浸漬法、回轉(zhuǎn)抗渣法、感應(yīng)爐法等。對感應(yīng)爐法和回轉(zhuǎn)抗渣法,可多次加渣,消除了熔渣濃度引起的偏差,且二者屬于動態(tài)抗渣法,即在一定程度上可模擬熔渣或金屬熔液對耐火材料的沖刷作用。但在具體操作中,試樣內(nèi)部的溫度及應(yīng)力情況與實際情形仍然相差甚遠,基本都是在空氣中進行,不控制氣氛,氧的分壓較高,對含有金屬、炭素及非氧化物的耐火材料,會加速其氧化。這些因素,造成檢測手段與實際情況存在不適應(yīng)性。如何改進檢測方法,盡可能減少這些不適應(yīng)性,值得探討和實踐。
2.無約束與有約束條件的不一致
耐火材料的許多性能在實驗室條件下測試時,往往是沒有外力約束的,如耐火度、熱膨脹、加熱*線變化、熱態(tài)抗折強度、水冷或空冷法測熱震穩(wěn)定性等等。而在實際使用中,耐火材料并不處在自由狀態(tài),會受到來自襯體自重和其他機械應(yīng)力的約束,使它們的性能與無約束情況下有所不同。而目前的設(shè)計、性能指標確定和測試,對外應(yīng)力的影響考慮不足,耐火材料在有約束和無約束條件下的性能是有差異的,例如在有荷重條件下,熱膨脹量通常要小于自由膨脹量。國外較重視有約束條件下的性能測試,如美國早已有ASTMC832-00標準,規(guī)定了檢測有荷重條件下耐火材料熱膨脹和蠕變的標準測試方法。我國2008年前一直沒有這類在有約束條件下檢測熱膨脹的標準,zui近擬出了GB/T7320-2008標準,其中示差法熱膨脹試驗方法,儀器和方法與荷軟相同,與EN993-19誜2004標準(致密定型耐火制品試驗方法第十九部分,示差法熱膨脹的測定)接軌了,值得我國耐火材料工作者重視和踐行。
3.時效的影響
有的耐火材料使用壽命是以年、十幾年乃至幾十年來計算的(如有的軋鋼加熱爐、高爐、熱風爐、焦爐等),現(xiàn)行的即使像高溫蠕變長達50小時的測試,也不足以反映長時間后的行為。典型的例子是有的熱風爐用低蠕變磚,交貨時的荷重軟化溫度、抗蠕變性指標是優(yōu)良的,但使用不長時間(如2~3年)后,則嚴重變形甚至釀成塌爐事故,其原因就是沒有考慮磚中雜質(zhì)隨時間延長而產(chǎn)生的破壞作用。相比之下,歐美國家的檢測比較注重時效的影響。如研究熱態(tài)抗折強度,有的保溫時間長達24小時;對耐火纖維制品加變化的考察,有的長達500小時。耐火材料的疲勞問題和使用環(huán)境介質(zhì)的時效影響不容忽視,目前尚缺乏測試和評價方法。
4.多因素的共同破壞作用
耐火材料在實際使用中往往受到多因素的共同破壞。目前在研究和測試中,往往是針對某個性能而開展的,很難同時考察多因素的共同作用。這與耐火材料實際研發(fā)和應(yīng)用中,對多種性能要統(tǒng)籌考慮的需要不相適應(yīng)??上驳氖?,近年來,國內(nèi)外在研究和檢測方法上呈現(xiàn)出多因素一體化的趨勢,例如循環(huán)流化床鍋爐等用耐火耐磨料在使用溫度下的熱態(tài)耐磨性(溫度+耐磨)、熱震+抗渣、應(yīng)力+熱震、真空+抗渣、變溫+抗蠕變等復(fù)合型檢測方法,正在積極發(fā)展中。
5.理化指標的不合理性
我國的耐火材料國家或行業(yè)標準中,理化指標數(shù)值范圍規(guī)定有一定的不科學(xué)、不合理性。常見的指標數(shù)值范圍多是“>、≥”或“<、≤”,很少有“~”出現(xiàn)。這會有“越高越好或越低越好”誤導(dǎo)的可能性。一是造成質(zhì)量功能富裕過多而浪費,二是會降低或削減其他性能。如某種產(chǎn)品燒后的常溫耐壓強度指標標準是>80MPa,實際使用時60MPa,*可以滿足使用要求,生產(chǎn)時將指標控制在80~100MPa較為經(jīng)濟合理。若我們將實際產(chǎn)品指標做到120MPa,那么高出的20MPa強度質(zhì)量功能就浪費掉了。試想要提高其強度,材料盡可能地燒結(jié)良好,接近致密化,這勢必影響到其抗熱震性,如果該材料在溫度波動不是太大的條件下使用尚可,否則其使用壽命將會受到一定的影響。再如,有時我們從提高耐火材料抗侵蝕性的目的出發(fā),盡可能地提高材料的純度,但高純材料就意味著難以燒結(jié)、不夠致密,熔渣易于滲透,增加了產(chǎn)生結(jié)構(gòu)剝落的風險性。
耐火材料的各項性能相互關(guān)聯(lián)、互相消長,應(yīng)根據(jù)具體的使用工況全面兼顧,“德才兼?zhèn)?/font>”才能達到選材合理。對一定的使用環(huán)境,耐火材料的性能指標有個合理的范圍,使經(jīng)濟性與技術(shù)性相互匹配,才能達到提高性價比、提高適宜性的目的。