BS EN ISO 8894-1:2010
Огнеупорные материалы. Определение теплопроводности. Методы с горячей проволокой (перекрестный термометр и термометр сопротивления).
- Стандартный №
- BS EN ISO 8894-1:2010
- Дата публикации
- 2010
- Разместил
- British Standards Institution (BSI)
- Последняя версия
- BS EN ISO 8894-1:2010
- сфера применения
-
Обзор стандарта и техническая база
BS EN ISO 8894-1:2010 является ключевым международным стандартом для испытаний тепловых характеристик огнеупорных материалов, заменяющим существующий BS EN 993-14:1998. Этот стандарт, совместно разработанный ISO/TC 33, Техническим комитетом по огнеупорам, и CEN/TC 187, Техническим комитетом по огнеупорным изделиям и материалам, отражает современный международный уровень техники в области испытаний теплопроводности огнеупорных материалов.
Техническое развитие стандарта в первую очередь отражается в двух аспектах: во-первых, добавление метода резистивного термометра к существующему методу перекрестной решетки расширяет область применения метода испытаний; во-вторых, за счет технической интеграции достигается унификация с европейскими стандартами, что облегчает международную торговлю и технический обмен. Оба метода с использованием горячей проволоки, описанные в стандарте, основаны на динамическом принципе измерения: линейный источник тепла (горячая проволока) встраивается в испытательную сборку, состоящую из двух образцов. После нагревания в печи до заданной температуры и поддержания её постоянной через горячую проволоку подается постоянная электрическая мощность для локального нагрева. Температура изменяется со временем по логарифмическому закону. Измеряя и регистрируя скорость повышения температуры и потребляемую мощность, рассчитывается теплопроводность материала.
Сравнение применимых областей
Метод испытания Применимый диапазон теплопроводности Применимый коэффициент температуропроводности Диапазон температур Тип материала Метод перекрестной решетки <1,5 Вт/м·K <5×10-6 м2/с От комнатной температуры до 1250 °C Неуглеродистые диэлектрические огнеупорные материалы Метод термометра сопротивления <15 W/m·K <5×10-6 м2/с От комнатной температуры до 1250 °C Неуглеродистые диэлектрические огнеупоры Настоящий стандарт распространяется на различные формы огнеупоров, включая плотные огнеупорные изделия, литые изделия, пластичные огнеупорные материалы, набивные материалы, а также порошкообразные или гранулированные материалы. Обратите внимание, что точность измерений может быть снижена для анизотропных материалов, поэтому все заинтересованные стороны должны достичь предварительного соглашения.
Технические требования к приборам и оборудованию
Основные компоненты оборудования
Электронагревательная печь: Способна вмещать один или несколько испытательных компонентов с максимальной температурой испытания 1250 °C. Разница температур между любыми двумя точками в пределах испытательной зоны не должна превышать 10 К, а колебания температуры во время испытания должны контролироваться в пределах ±0,5 К.
Система горячей проволоки: Предпочтительно из платины или платинородия, диаметром не более 0,5 мм и минимальной длиной, эквивалентной испытуемому образцу. Горячая проволока подключается к источнику питания с обоих концов, а выводы вне печи представляют собой два или более плотно скрученных провода диаметром 0,5 мм.
Различия систем измерения
Метод перекрестной матрицы: Используется дифференциальная платиновая/платинородиевая термопара (типа S или R). Измерительная термопара приваривается к центру горячей проволоки, при этом выводы располагаются перпендикулярно горячей проволоке. Эталонная термопара размещается вне печи.
Метод резистивного термометра: нагреваемая проволока действует как источник тепла и датчик температуры. На переменный ток нагрева накладывается постоянный постоянный ток (например, 100 мА). Изменения падения постоянного напряжения между отводами измеряются для отражения изменений температуры нагреваемой проволоки.
Характеристики подготовки образцов для испытаний
Требования к размерам образцов
Каждая испытательная сборка состоит из двух идентичных образцов с минимальными размерами 200 мм × 100 мм × 50 мм. Рекомендуемые размеры 230 мм × 114 мм × 64 мм или 230 мм × 114 мм × 76 мм, что позволяет использовать стандартные кирпичи в качестве испытательных образцов.
Требования к подготовке поверхности
Для обеспечения хорошего теплового контакта контактные поверхности двух испытательных образцов должны быть плоскими и, при необходимости, отшлифованными. Отклонение от плоскостности не должно превышать 0,1 мм при расстоянии между двумя точками не менее 100 мм. После шлифования испытательные образцы следует сложить вместе и осмотреть, чтобы убедиться в отсутствии заметного перемещения.
Характеристики обработки пазов
Для плотных материалов на верхней контактной поверхности нижнего испытательного образца необходимо проделать канавку для размещения горячей проволоки и измерительной термопары (метод перекрестной решетки) или только горячей проволоки (метод термометра сопротивления). Ширина и глубина канавки должны соответствовать требованиям к компоновке, показанным на схеме.
Процедура испытания и основные моменты
Сборка испытания
Поместите нагреваемую проволоку и измерительную термопару (метод перекрестного массива) или только нагреваемую проволоку (метод термометра сопротивления) между двумя испытываемыми образцами, при этом нагреваемая проволока должна проходить по центральной линии контактной поверхности кирпича. При необходимости закрепите проволоку в канавке с помощью мастики, изготовленной из тонко измельченного испытываемого материала и соответствующего количества связующего (например, 2% декстрина и воды).
Контроль температуры
Отключив питание цепи нагреваемой проволоки, увеличьте температуру печи до первой испытательной температуры со скоростью, не превышающей 10 К/мин. Температура испытания не регламентируется и должна быть согласована заинтересованными сторонами и указана в отчете. Значения теплопроводности можно измерять в диапазоне температур от комнатной температуры до 1250 ° C.
Настройка мощности
Установите входную мощность таким образом, чтобы повышение температуры между моментами времени t1 и t2 составляло приблизительно от 2 К до 5 К. Уровень входной мощности варьируется от настройки к настройке и зависит от чувствительности системы сбора данных. Для изоляционных материалов типичная продолжительность испытания составляет от 600 до 900 секунд.
Оценка и расчет результатов
Оценка достоверности
Если входная мощность горячей проволоки изменяется более чем на 2% во время испытания, результаты следует проигнорировать и повторить испытание. Зарегистрированный подъем температуры во времени должен давать линейный полулогарифмический график. Если график полностью нелинейный, могла произойти ошибка оператора, и результаты следует проигнорировать.
Формула расчета
Формула расчета коэффициента теплопроводности λ выглядит следующим образом: λ = (Pi / 4π) × [ln(t2/t1) / (Δθ2 - Δθ1)]
Где: Pi - электрическая мощность, потребляемая на единицу длины нагреваемого провода (Вт/м); t1 и t2 - время, прошедшее после подачи питания на нагреваемый провод (с); Δθ1 и Δθ2 — это повышения температуры в моменты времени t1 и t2 (°C).
Рекомендации по внедрению стандарта
Требуемые лабораторные условия
Внедрение настоящего стандарта требует привлечения специализированного персонала с опытом измерения температуры и лабораторными навыками. Измерение теплопроводности — непростая операция, и инженеры не могут получить правильные результаты, полагаясь исключительно на этот стандарт. Лаборатории должны быть оснащены системой сбора данных, которая соответствует требованиям, с чувствительностью не менее 2 мкВ/см или 0,05 мкВ/цифра, или измерением температуры 0,01 К или лучше, и временным разрешением лучше 0,5 с.
Точки контроля качества
При любой температуре сообщаемый результат должен быть средним значением двух испытаний. Индивидуальное значение λ, определяемое в каждом испытании, не должно отклоняться от среднего значения более чем на 5%. Следует отметить, что теплофизические свойства огнеупорных материалов могут изменяться в зависимости от времени выдержки, поэтому условия выдержки должны быть четко указаны в отчете об испытании.
Тенденции развития технологий
С развитием технологий огнеупоров может возникнуть необходимость в расширении диапазона температур метода испытаний и повышении адаптивности испытаний для новых композитных материалов в будущем. Лабораториям следует следить за обновлениями стандартов и своевременно корректировать планы испытаний.
BS EN ISO 8894-1:2010 История
- 2010 BS EN ISO 8894-1:2010 Огнеупорные материалы. Определение теплопроводности. Методы с горячей проволокой (перекрестный термометр и термометр сопротивления).
- 1998 BS EN 993-14:1998 Методы испытаний плотных фасонных огнеупорных изделий. Определение теплопроводности методом горячей проволоки (перекрестной решетки)
Специальные темы по стандартам и нормам
стандарты и спецификации
© 2025. Все права защищены.