一种热障涂层抗热震性能试验炉的制作方法

1.本实用新型涉及高温测试仪器领域，特别涉及一种热障涂层抗热震性能试验炉。


背景技术：

2.热障涂层一般采用等离子喷涂、电子束沉积等技术将陶瓷或复合材料粘结在金属基体表面，对基体起到隔热和阻碍高温氧化的作用。由于热障涂层和金属基体的导热系数存在差异，在受到冷热循环作用下，粘结层会受到结构应力，热应力和相变应力共同作用下，热障涂层发生损失，表面形成裂纹或脱落。对热障涂层抗热震性能测试评估为其寿命预测提供试验数据。
3.目前，热障涂层常用的测试方法有水急冷法、空气急冷法，自然冷却法等。有火焰加热和电炉加热两种方式，一次加热一个试样，不仅效率低，火焰燃烧枪单面加热，虽然速度快，但是温度控制精度低，试验受热不均，也有采用普通马弗炉加热，但在做抗热震试验时放取试样是比较困难，而且有烧伤的危险，使得试验效率低下。
4.经对现有文献检索，专利cn1818612a报道了热障涂层抗热震性能测试装置，被测试样侧面需要开孔，容易引入结构应力，另外在多试样加热时，点与点之间温度会存在偏差；专利cn202735270u报道的涂层热震测试装置，每次测试一个试样，对被测试样长度和直径尺寸要求严格，中心需要钻多个深孔，加工困难，特别是冷却液进口和出口的温度不同，热障涂层的热震温度梯度不同，试验结果很难分辩是涂层材料本身所致还是试验条件不同所致。


技术实现要素：

5.本实用新型为了解决热障涂层测试实验中，加热温度不稳定均匀，升温速度慢，被测试样加工复杂，试样安装困难，提供一种热障涂层抗热震测试试验炉。
6.本实用新型采用如下技术方案来实现：
7.一种热障涂层抗热震性能测试的试验炉，所述试验炉具有箱式加热炉；加热炉内安装有耐火炉衬，所述的耐火炉衬为多层；所述的多层耐火炉衬围成加热腔；所述的加热腔内分布有发热元件；所述耐火炉衬的顶部、底部均具有开孔；所述的加热腔内垂直悬挂有载样台，且所述的载样台位于发热元件之间；所述载样台上端通过钢丝绳与外侧的载样台固定架上的滑轮机构连接；所述试验炉下方设置有用以对载样台及试样冷却的冷却水箱；所述的试样炉还设置有独立于所述的箱式加热炉设置的控制系统；所述的控制系统包含热电偶、温控表和显示器；用于控制加热炉温度的所述热电偶安装在加热炉内部；所述的热电偶连接温控表进行pid智能调温，控温精度0.1℃。
8.所述的发热元件最高温度可达1800℃，发热元件尽可能靠近被测试样，，炉内温度均匀性可达5℃以内。
9.所述的控制系统包括在热震装置的功率调节，运动控制，人机交互和试验次数的自动记录等，其可以通过计算机程序控制与电器元件结合，或plc逻辑控制与电器元件组合
完成。
10.本实用新型提出的一种热障涂层抗热震性能测试的试验炉，采用上述技术方案，具有如下有益效果：
11.1.采用箱式加热炉加热，温度更加均匀和稳定。
12.2.加热炉、载样台和液水箱上下同轴布置，可以将被测试样迅速进行冷却，减少在运动过程中温度降低，提高试验精度。
13.3.载样台放置在加热炉中央，稳定试验条件，提高了结果的可比性。
14.6.载样台上下两端进行吊挂，增加运动的稳定性，提高运动速度，减少温度散失。
附图说明
15.图1为一种热障涂层抗热震性能测试的试验炉的结构示意图。
16.图中：1.载样台固定架 2.上炉口 3.炉盖 4.炉壳 5.载样台 6.热电偶 7.发热元件 8.耐火炉衬 9.下炉口 10.冷却水箱 11.控制系统。
具体实施方式
17.结合附图和具体实施例对本实用新型加以详细说明：
18.如图1所示，一种热障涂层抗热震性能测试的试验炉，所述试验炉具有箱式加热炉；加热炉内安装有耐火炉衬8，所述的耐火炉衬8为多层；所述的多层耐火炉衬围成加热腔；所述的加热腔内分布有发热元件7；所述耐火炉衬7的顶部、底部均具有开孔；所述的加热腔内垂直悬挂有载样台8，且所述的载样台8位于发热元件7之间；所述载样台7上端通过钢丝绳与外侧的载样台固定架1上的滑轮机构连接；所述试验炉下方设置有用以对载样台及试样冷却的冷却水箱10；所述的试样炉还设置有独立于所述的箱式加热炉设置的控制系统；所述的控制系统包含热电偶、温控表和显示器；用于控制加热炉温度的所述热电偶安装在加热炉内部；所述的热电偶连接温控表进行pid智能调温，控温精度0.1℃。
19.所述的发热元件最高温度可达1800℃，发热元件尽可能靠近被测试样，，炉内温度均匀性可达5℃以内。
20.所述的控制系统包括在热震装置的功率调节，运动控制，人机交互和试验次数的自动记录等，其可以通过计算机程序控制与电器元件结合，或plc逻辑控制与电器元件组合完成。
21.该试验炉用于热障涂层抗热震性试验时，图中被测试样安装在载样台5内，试样表面的热障涂层处于自由状态，不受任何机械外加力作用，载样台5通过挂钩连接在试验台固定架上，其下端与水箱10内滑轮相连，使笼载样台4处于悬浮状态，可以通过试验炉下炉口9进出加热炉。试验炉有外层金属壳支撑多层耐火炉衬8围成的炉腔，炉腔两侧均匀分布的发热元件7，通过热电偶6进行温度监控和调节，当被测试样加热到一定温度，并保温到设定时间，载样台向下移动至冷却水箱10进行试样冷却。


技术特征：
1.一种热障涂层抗热震性能试验炉，所述试验炉具有箱式加热炉；加热炉内安装有耐火炉衬，所述的耐火炉衬为多层；所述的多层耐火炉衬围成加热腔；所述的加热腔内分布有发热元件；所述耐火炉衬的顶部、底部均具有开孔；所述的加热腔内垂直悬挂有载样台，且所述的载样台位于发热元件之间；所述载样台上端通过钢丝绳与外侧的载样台固定架上的滑轮机构连接；所述试验炉下方设置有用以对载样台及试样冷却的冷却水箱；所述的试样炉还设置有独立于所述的箱式加热炉设置的控制系统；所述的控制系统包含热电偶、温控表和显示器；用于控制加热炉温度的所述热电偶安装在加热炉内部；所述的热电偶连接温控表进行pid智能调温，控温精度0.1℃。2.如权利要求1所述的一种热障涂层抗热震性能试验炉，其特征在于：所述的发热元件最高温度可达1800℃，发热元件尽可能靠近被测试样，炉内温度均匀性可达5℃以内。

技术总结
本实用新型公开了一种热障涂层抗热震性能试验炉。公开的一种热障涂层抗热震性能测试的试验炉具有箱式加热炉；加热炉内安装有耐火炉衬，多层耐火炉衬围成加热腔；加热腔内分布有发热元件；耐火炉衬的顶部、底部均具有开孔；加热腔内垂直悬挂有载样台，且载样台位于发热元件之间；所述载样台上端通过钢丝绳与外侧的载样台固定架上的滑轮机构连接；试验炉下方设置有用以对载样台及试样冷却的冷却水箱；试样炉还设置有独立于箱式加热炉设置的控制系统；控制系统包含热电偶、温控表和显示器；用于控制加热炉温度的所述热电偶安装在加热炉内部。本实用新型可以对多块热障涂层试样进行抗热震性能试验，被测试样可以迅速进出炉膛，试验效率高。效率高。效率高。


技术研发人员：刘克 王波 董殿敏 刘祎冉 王晓雨 李林峰
受保护的技术使用者：中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司
技术研发日：2022.09.05
技术公布日：2022/12/23