专利名称：耐火纤维布高温拉伸测试方法及专用加热设备的制作方法
技术领域：
本发明属于纤维材料织物测试技术领域，具体涉及一种耐火纤维布高温拉伸测试方法及专用加热设备。
背景技术：
一般，纤维材料质地较为不均匀，因此在进行拉伸测试时需要使纤维试样达到一定尺寸要求，但尺寸较大且质地柔软的纤维布的拉伸试样容易发生测试结果无效，具体原因是，易发生试样断裂在卡具内或从卡具内滑脱的情形。因此，纤维布材料在进行拉伸试验时需要采用特制的夹具，并且在试样的端头涂抹强力凝胶以便保护夹具内的试样端头。耐火纤维布是一种长期在高温环境下工作的纤维布材料，其高温性能较低温性能更为关键。但在耐火纤维布的高温拉伸试验中，强化试样端头的强力凝胶会在高温环境下失效。国家相关标准中也没有针对此类问题的详细说明，为了解决耐火纤维布材料的高温环境下试验方法的问题，需要研究开发出新的耐火纤维布材料高温拉伸测试方法。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的一个目的是提供一种耐火纤维布高温拉伸测试方法，采用该方法能够精确控制试样温度，且能大大降低了不需要保证高温的试样端头的温度。本发明的另一个目的是提供一种能实现耐火纤维布高温拉伸测试方法的专用加热设备。为达到以上目的，本发明采用的技术方案是耐火纤维布高温拉伸测试方法，包括以下步骤
(I)对被测样品，按测试要求取一定尺寸的试样，在试样两端的端头涂覆强化韧性的涂料；
(II)待涂覆在试样端头的涂料凝结后，使用夹具将试样的两端固定在拉伸试验机中；
(III)采用接触式加热的方式均匀加热试样的待拉伸段，待达到测试温度时，启动拉伸试验机匀速牵引试样的两端，直至试样载荷符合测试要求，停止拉伸，记录试验数据；
(IV)针对同一被测样品，重复步骤(I)- (III)，取相关参数的有效测量值的平均值作为实测值。进一步，步骤(III)中采用对开式加热炉实现接触式加热的方式；对开式加热炉包括对称的两个炉体，每个炉体包括炉体外壳、设在炉体外壳内的炉内胆以及设在炉内胆中的热源，炉内胆和炉体外壳的边缘连接在一起，炉体外壳的开口端分别设有与其相连的对接板，两个炉体的对接板对接在一起；对接板的中部设有向炉体内部凹入的导热板，两个导热板之间形成容置试样待拉伸段的空腔。再进一步，导热板与对接板为采用铝制材料制成的一体结构。进一步，炉内胆采用抛光铝材制成，其外表面涂有放散射涂层；热源采用碘钨灯管。本发明提供的实现上述耐火纤维布高温拉伸测试方法的专用加热设备，包括对称的两个炉体，每个炉体包括炉体外壳、设在炉体外壳内的炉内胆以及设在炉内胆中的热源，炉内胆和炉体外壳的边缘连接在一起，炉体外壳的开口端分别设有与其相连的对接板，两个炉体的对接板对接在一起；对接板的中部设有向炉体内部凹入的导热板，两个导热板之间形成容置试样待拉伸段的空腔。进一步，导热板与对接板为一体结构。再进一步，导热板的高度小于对接板的高度，导热板的上方和下方设有保温材料。进一步，炉内胆采用抛光铝材制成，其外表面涂有放散射的涂层；热源采用碘钨灯管。
进一步，该专用加热设备还设有与其配套连接的控温系统。再进一步，控温系统包括嵌入导热板内的测温热电偶以及外置的加热控温设备，测温热电偶通过导线与加热控温设备相连，加热控温设备外接220V电源。本发明提供的耐火纤维布高温拉伸测试方法，采用接触式加热的方式仅加热被测试样的待拉伸段，在一种具体实施方式
中，使被测试样的待拉伸段与导热板接触，借助导热板的良好导热性在被测试样的表面产生面积很大的二维温度均分区，采用这种方式不但可以精确控制试样的待拉伸段的温度，而且不对试样端头进行加热，从而使试样端头处于较低的温度，避免涂覆在试样端头的强化韧性的涂料的在高温下失效。本发明提供的能实现上述耐火纤维布高温拉伸测试方法的专用加热设备，其结构简单，易于操作，控温精确，实用性强。
图I是本发明方法中所采用试样结构示意 图2是本发明方法中所采用的对开式加热炉的结构示意图，图中省略了两个炉体之间的连接部件；
图3是图2中A-A向示意图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步描述。本发明所提供的耐火纤维布高温拉伸测试方法，包括以下步骤
(I )按测试要求取一定尺寸的试样，在试样两端的端头涂覆强化韧性的涂料；
(II)待涂覆在试样端头的强化韧性的涂料凝结后，使用夹具将试样的两端固定在拉伸试验机中；
(III)采用接触式加热的方式均匀加热试样的待拉伸段，待达到测试温度时，启动拉伸试验机匀速牵引试样的两端，直至试样载荷符合测试要求，停止拉伸，记录试验数据；
(IV)针对同一被测样品，重复步骤(I)- (III)，取相关参数的有效测量值的平均值作为实测值
本发明的步骤(I )中，对被测试样的处理方法具体参见国标GB/T 7689. 5-2001中关于“增强材料机织物试验方法第5部分玻璃纤维拉伸断裂强力和断裂伸长的测定”中记载的内容，具体要求如下
制作被测试样时，要将被测样品制成工字型试样(如图I所示)，并在试样的端头涂覆涂料之前，拆除试样拉伸段长度方向上的纵向纤维。所选用的涂料可以为天然橡胶、氯丁橡胶溶液、聚甲基丙烯酸丁酯的二甲苯溶液、聚甲基丙烯酸甲酯的二乙酮、甲乙酮溶液或环氧树脂。此外，步骤(II)中，夹具的加持面尽可能地保持光滑。也可以使用带衬垫的锯齿形或波形夹具(纸、毡、皮革、塑料或胶片等都可作为衬垫材料)。本发明的关键改进之处在于，步骤(III)中，采用接触式加热的方式仅对试样的待·拉伸段进行加热，不对试样端头进行加热。在本发明的一种实施方式中，采用对开式加热炉实现接触式加热的方式。如图2所示，本法提供的能实现上述耐火纤维布高温拉伸测试方法的专用加热设备，即对开式加热炉，为一种接触式光辐照加热炉，包括对称的两个炉体，每个炉体包括炉体外壳I、设在炉体外壳I内的炉内胆2以及设在炉内胆2中的热源3，炉内胆2和炉体外壳I的边缘连接在一起，炉体外壳I的开口端分别设有与其相连的对接板4，两个炉体通过穿过各自对接板4外缘的螺母(未示出)对接在一起。如图3所示，对接板4的中部设有凹入炉体内部的导热板5，两个导热板5之间形成容置试样的待拉伸段的空腔。进行拉伸测试时，可以将试样的待拉伸段置于该空腔中，最好使试样的待拉伸段的两面分别与两个导热板5相接触。优选情况下，导热板5与对接板4为采用铝制材料制成的一体结构。更优选情况下，导热板5的高度小于对接板4的高度，导热板5的上方和下方设有保温材料7，以防止热
量散失。此外，炉内胆2采用对光线具有良好反射功能的材料制成，以聚拢光能。例如，炉内胆2可以采用抛光铝材制成，其表面成为非常光亮的光反射层，其外表面可以涂上放散射的涂层。热源3采用碘钨灯管。本发明中，对开式加热炉还设有与其配套连接的控温系统。所述控温系统包括测温热电偶6以及外置的加热控温设备。为了令测温热电偶6与导热板5帖服，可以在导热板5上开出细槽，将测温热电偶6嵌入其中。测温热电偶6通过导线与加热控温设备相连，加热控温设备外接220V电源。本发明提供的方法适用于在高温环境下测试纤维布的拉伸性能，主要针对的测试对象为在高温环境下作业的纤维布。以下以火力电站使用的矿物棉纤维布作为测试对象说明本发明的方法。通常火力电站使用矿物棉纤维布作为隔热保温材料，矿物棉纤维材料主要有两类纤维块(填料)、纤维布(包覆织物)。由于长期的高温(300°C)炙烤以及热应力的交互作用，在长期使用后，纤维布会发生破损，造成内部填料外泄，污染工作环境并且令电站热效率降低。为了保证材料的正常使用，需要对材料的进行性能检验。为了保证材料的正常使用，需要对纤维布材料进行性能检验。按照本发明的方法，步骤如下
第一、将纤维布裁剪成图I所示形状，并对裁剪好的试样进行拆边处理(即拆除纵向纤维)，然后在试样两端的端头涂覆氯丁橡胶溶液，使试样端头得到强化；
第二、待试样端头涂覆的氯丁橡胶溶液凝结后，使用夹具将试样的两端固定于拉伸试验机上；
第三、打开图2所示对开式加热炉，将试样的待拉伸段放入对开式加热炉的两个炉体之间，关闭对开式加热炉，使对开式加热炉的两个导热板5 (采用铝板)分别与试样的两面接触，启动加热控温系统对试样进行加热，待达到测试温度时，使用拉伸试验机以固定速度(100mm/min)进行牵引试样的两端，待载荷明显发生下降后认定试样已经破损，停止拉伸试样，记录试验数据(载荷-位移曲线)；
第四、针对待测纤维布，按照第一至第三所述的步骤反复多次进行试验，并从试验结果中刨除不合理(试样在加热区外破裂，在拉伸过程中发生打滑现象)的试验记录，最终选取5个合理结果的断裂强力作为最终的实测值。上述实施例只是对本发明的举例说明，本发明也可以以其它的特定方式或其它的特定形式实施，而不偏离本发明的要旨或本质特征。因此，描述的实施方式从任何方面来看均应视为说明性而非限定性的。本发明的范围应由附加的权利要求说明，任何与权利要求的意图和范围等效的变化也应包含在本发明的范围内。·
权利要求
1.耐火纤维布高温拉伸测试方法，包括以下步骤 (I )对被测样品，按测试要求取一定尺寸的试样，在试样两端的端头涂覆强化韧性的涂料； (II)待涂覆在试样端头的涂料凝结后，使用夹具将试样的两端固定在拉伸试验机中； (III)采用接触式加热的方式均匀加热试样的待拉伸段，待达到测试温度时，启动拉伸试验机匀速牵引试样的两端，直至试样载荷符合测试要求，停止拉伸，记录试验数据； (IV)针对同一被测样品，重复步骤(I)- (III)，取相关参数的有效测量值的平均值作为实测值。
2.根据权利要求I所述的耐火纤维布高温拉伸测试方法，其特征在于，步骤(III)中采用对开式加热炉实现接触式加热的方式；对开式加热炉包括对称的两个炉体，每个炉体包括炉体外壳、设在炉体外壳内的炉内胆以及设在炉内胆中的热源，炉内胆和炉体外壳的边缘连接在一起，炉体外壳的开口端分别设有与其相连的对接板，两个炉体的对接板对接在一起；对接板的中部设有向炉体内部凹入的导热板，两个导热板之间形成容置试样待拉伸段的空腔。
3.根据权利要求2所述的耐火纤维布高温拉伸测试方法，其特征在于，导热板与对接板为采用铝制材料制成的一体结构。
4.根据权利要求2或3所述的耐火纤维布高温拉伸测试方法，其特征在于，炉内胆采用抛光铝材制成，其外表面涂有放散射涂层；热源采用碘钨灯管。
5.一种实现权利要求I所述耐火纤维布高温拉伸测试方法的专用加热设备，其特征在于包括对称的两个炉体，每个炉体包括炉体外壳、设在炉体外壳内的炉内胆以及设在炉内胆中的热源，炉内胆和炉体外壳的边缘连接在一起，炉体外壳的开口端分别设有与其相连的对接板，两个炉体的对接板对接在一起；对接板的中部设有向炉体内部凹入的导热板，两个导热板之间形成容置试样待拉伸段的空腔。
6.根据权利要求5所述的专用加热设备，其特征在于，导热板与对接板为一体结构。
7.根据权利要求6所述的专用加热设备，其特征在于，导热板的高度小于对接板的高度，导热板的上方和下方设有保温材料。
8.根据权利要求5所述的专用加热设备，其特征在于，炉内胆采用抛光铝材制成，其外表面涂有放散射的涂层；热源采用碘钨灯管。
9.根据权利要求5所述的专用加热设备，其特征在于，该专用加热设备还设有与其配套连接的控温系统。
10.根据权利要求9所述的专用加热设备，其特征在于，控温系统包括嵌入导热板内的测温热电偶以及外置的加热控温设备，测温热电偶通过导线与加热控温设备相连，加热控温设备外接220V电源。
全文摘要
本发明涉及耐火纤维布高温拉伸测试方法，包括以下步骤(Ⅰ)按测试要求取试样，在试样两端的端头涂覆强化韧性的涂料；(Ⅱ)待涂料凝结后，使用夹具将试样的两端固定在拉伸试验机中；(Ⅲ)采用接触式加热的方式均匀加热试样的待拉伸段，待达到测试温度时，启动拉伸试验机匀速牵引试样的两端，直至试样载荷符合测试要求，停止拉伸，记录试验数据；(Ⅳ)针对同一被测样品，重复步骤(Ⅰ)-(Ⅲ)，处理有效的实验数据。本发明还提供了能实现上述方法的专用加热设备。本发明采用接触式加热的方法仅加热试样的待拉伸段，不但可以精确控制试样的待拉伸段的温度，而且不对试样端头进行加热，避免涂覆在试样端头的强化韧性涂料的在高温下失效。
文档编号G01N3/02GK102879279SQ20121039625
公开日2013年1月16日 申请日期2012年10月18日 优先权日2012年10月18日
发明者林虎, 宁广胜, 佟振峰, 张长义, 钟巍华, 杨文 申请人:中国原子能科学研究院