Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 6530-7:2000 quy định phương pháp xác định độ bền sốc nhiệt của các sản phẩm vật liệu chịu lửa định hình. Dưới đây là tóm tắt chi tiết nội dung phần mở đầu và các điều khoản đầu tiên (từ Điều 1 đến Điều 4) của tiêu chuẩn này:
- Phạm vi áp dụng (Điều 1)
- Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định độ bền sốc nhiệt của vật liệu chịu lửa định hình bằng cách đo khả năng chống lại sự thay đổi nhiệt độ đột ngột.
- Phương pháp thử nghiệm được thực hiện thông qua việc nung nóng mẫu thử đến nhiệt độ quy định, sau đó tiến hành làm lạnh nhanh bằng nước hoặc bằng không khí.
- Tiêu chuẩn này là cơ sở kỹ thuật quan trọng để đánh giá chất lượng, độ bền và khả năng ứng dụng của các loại gạch chịu lửa, khối xây chịu lửa trong các môi trường lò công nghiệp có sự biến động nhiệt độ lớn.
- Tài liệu viện dẫn (Điều 2)
- Để áp dụng tiêu chuẩn này, cần sử dụng kết hợp với các tiêu chuẩn liên quan về lấy mẫu, chuẩn bị mẫu thử và các phương pháp xác định các chỉ tiêu vật lý, hóa học khác của vật liệu chịu lửa.
- Các tài liệu viện dẫn đảm bảo tính đồng bộ về thuật ngữ kỹ thuật, quy trình lấy mẫu đại diện và các phép đo lường bổ trợ nhằm đảm bảo tính chính xác của kết quả thử nghiệm độ bền sốc nhiệt.
- Nguyên tắc thử nghiệm (Điều 3)
- Mẫu thử được đưa vào lò nung và gia nhiệt đều đến một nhiệt độ xác định (thường là 950 độ C hoặc theo thỏa thuận kỹ thuật cụ thể đối với từng nhóm vật liệu).
- Sau khi đạt đến nhiệt độ quy định và được giữ nhiệt ổn định trong một khoảng thời gian bắt buộc để đảm bảo nhiệt độ đồng đều khắp thể tích mẫu, mẫu thử được lấy ra và làm lạnh nhanh ngay lập tức.
- Quá trình làm lạnh nhanh được thực hiện bằng một trong hai phương pháp: ngâm phần quy định của mẫu vào nước lạnh (sốc nhiệt nước) hoặc thổi luồng không khí lạnh áp suất cao vào mẫu (sốc nhiệt khí).
- Chu kỳ nung nóng và làm lạnh được lặp đi lặp lại liên tục cho đến khi mẫu xuất hiện các dấu hiệu phá hủy cơ học rõ rệt (như nứt, vỡ, bong tróc lớp bề mặt) hoặc cho đến khi đạt được số chu kỳ quy định trước. Độ bền sốc nhiệt được biểu thị bằng số chu kỳ mà mẫu thử chịu đựng được mà không bị phá hủy vượt quá giới hạn cho phép.
- Thiết bị và dụng cụ thử nghiệm (Điều 4)
- Lò nung: Phải là loại lò có khả năng nâng nhiệt và duy trì nhiệt độ ổn định ở mức quy định. Lò nung cần có vùng nhiệt độ đồng đều đủ lớn để chứa mẫu thử và không gây ra hiện tượng chênh lệch nhiệt độ cục bộ trên mẫu trước khi làm lạnh.
- Bể nước làm lạnh: Sử dụng cho phương pháp sốc nhiệt nước. Bể phải có dung tích đủ lớn để nhiệt độ của nước không bị tăng lên quá mức quy định khi đưa mẫu thử nóng vào. Bể cần trang bị hệ thống cấp thoát nước hoặc tuần hoàn để duy trì nhiệt độ nước ổn định trong khoảng từ 5 độ C đến 35 độ C.
- Hệ thống thổi không khí: Sử dụng cho phương pháp sốc nhiệt khí. Hệ thống phải cung cấp lưu lượng và áp suất khí ổn định, phân bố đều lên bề mặt mẫu thử để đảm bảo tốc độ làm nguội theo đúng yêu cầu kỹ thuật.
- Thiết bị đo và kiểm soát nhiệt độ: Bao gồm các cặp nhiệt điện (can nhiệt) và bộ hiển thị nhiệt độ có độ chính xác cao, được hiệu chuẩn định kỳ để kiểm soát chặt chẽ chế độ nhiệt của lò nung.
- Kẹp gắp mẫu: Phải được chế tạo bằng vật liệu chịu nhiệt, có thiết kế phù hợp để thao tác gắp mẫu ra khỏi lò và đặt vào thiết bị làm lạnh một cách nhanh chóng, an toàn, tránh gây ra các tác động cơ học làm sứt mẻ mẫu.
- Đồng hồ bấm giây: Dùng để đo chính xác thời gian giữ nhiệt trong lò và thời gian làm lạnh nhanh của từng chu kỳ thử nghiệm.
VẬT LIỆU CHỊU LỬA - PHƯƠNG PHÁP THỬ PHẦN 7: XÁC ĐỊNH ĐỘ BỀN SỐC NHIỆT
Refractories - Method of test Part 7: Determination of thermal shock resistance
Lời nói đầu
TCVN 6530-7:2000 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn TCVN/TC33 “Vật liệu chịu lửa” hoàn thiện trên cơ sở dự thảo của Viện Khoa học công nghệ vật liệu xây dựng, Bộ Xây dựng đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng xét duyệt, Bộ Khoa học, Công nghệ và Môi trường (nay là Bộ Khoa học và Công nghệ) ban hành.
Tiêu chuẩn này được chuyển đổi năm 2008 từ Tiêu chuẩn Việt Nam cùng số hiệu thành Tiêu chuẩn Quốc gia theo quy định tại khoản 1 Điều 69 của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật và điểm a khoản 1 Điều 6 Nghị định số 127/2007/NĐ-CP ngày 1/8/2007 của Chính phủ quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật.
VẬT LIỆU CHỊU LỬA - PHƯƠNG PHÁP THỬ PHẦN 7: XÁC ĐỊNH ĐỘ BỀN SỐC NHIỆT
Refractories - Method of test Part 7: Determination of thermal shock resistance
Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định độ bền sốc nhiệt của vật liệu chịu lửa.
Độ bền sốc nhiệt được xác định bằng số chu kỳ uốn gẫy hoặc số chu kỳ tối đa của mẫu thử hình lăng trụ sau khi nung nóng và làm lạnh trong không khí và chịu một lực uốn gãy xác định.
3.1. Lò điện
Lò phải đạt được nhiệt độ lớn hơn 1 200oC và có khả năng điều chỉnh nhiệt độ với sai số ± 10oC và đạt trở lại nhiệt độ thí nghiệm trong vòng 5 phút sau khi đưa các mẫu đã làm lạnh vào lò.
3.2. Khung tải trọng
Khung được chế tạo bằng thép góc kích thước 64 mm x 38 mm x 2 mm và khối lượng phải đủ để khi đặt một lực 20 N hướng lên trên theo phương thẳng đứng vào vị trí (X) trên hình 1 thì khung sẽ nghiêng về phía đối diện.
Mặt đặt khung phải bằng phẳng, chắc chắn.
CHÚ THÍCH - Nếu cần thiết có thể bổ sung một khối lượng gắn chặt vào bộ phận AB của khung để đạt được tải trọng theo yêu cầu (xem hình 1).
3.3. Kìm cặp mẫu (xem hình 2)
3.4. Tủ sấy
Tủ sấy phải đạt nhiệt độ ≥ 110oC và có khả năng điều chỉnh nhiệt độ ổn định với sai số ± 10oC.
3.5. Cân kỹ thuật
Có giá trị vạch chia nhỏ nhất là 1 g.
Kích thước tính bằng milimét
Hình 1 - Khung dùng để xác định độ bền sốc nhiệt
Kích thước tính bằng milimét
Hình 2 - Sơ đồ tác động tải trọng lên mẫu thử
4.1. Mẫu có hình lăng trụ, kích thước 75 mm x 50 mm x 50 mm, với sai lệch cho phép là +2mm, được cắt từ một viên gạch đã được lấy theo quy định.
4.2. Mẫu thử không được có vết rạn nứt và các khuyết tật trông thấy.
4.3. Mẫu thử được đánh dấu vị trí chính giữa kích thước dài nhất, cách đều mỗi đầu mẫu 37,5 mm.
5.1. Trước khi thử, mẫu được sấy khô đến khối lượng không đổi ở nhiệt độ 105oC ± 5oC.
5.2. Đặt mẫu vào lò theo chiều thẳng đứng khi lò ở trạng thái nguội.
5.3. Nâng nhiệt độ của lò tới nhiệt độ thí nghiệm trong thời gian không ít hơn 3 giờ và lưu ở nhiệt độ đó trong 30 phút.
5.4. Nhiệt độ thí nghiệm quy định cho từng loại gạch như sau:
- gạch silic: 450oC;
- các loại gạch khác: 1 000oC hoặc 1 200oC (tùy theo yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm).
5.5. Lấy nhanh mẫu ra khỏi lò, đặt đứng viên mẫu lên bề mặt của viên gạch chịu lửa nguội đã chuẩn bị sẵn.
5.6. Để mẫu thử 10 phút trong không khí (nhiệt độ phòng), quan sát bằng mắt thường các thay đổi ngoại quan của mẫu như vết nứt hoặc vết tróc gây mất khối lượng...
5.7. Dùng kìm kẹp chặt và đặt viên mẫu sao cho vị trí đã đánh dấu vào chính giữa khe hở trên cùng của khung tải trọng. ấn thẳng kìm xuống đến khi khung nâng tới vị trí cách mặt phẳng đặt khung 64 mm (được xác định bằng thanh định vị hình chữ L đặt ở cạnh khung, có chiều cao đúng bằng 64 mm), (xem hình 1 và 2).
CHÚ THÍCH - Khi thao tác chú ý không để kìm tiếp xúc với khung đặt tải trọng.
5.8. Ghi và đánh dấu các mẫu thử bị gẫy khi thử theo điều 5.7.
5.9. Đưa mẫu không bị gẫy trở lại lò nung, lưu 10 phút ở nhiệt độ thí nghiệm theo điều 5.4.
5.10. Lặp lại các thao tác theo điều từ 5.5 đến 5.8 cho đến khi mẫu thử bị gẫy. Nếu sau 30 chu kỳ mà mẫu không bị gẫy thì dừng phép thử.
CHÚ THÍCH:
1) Có thể tiến hành phép thử nhiều hơn 30 chu kỳ khi có thỏa thuận, nhưng phải ghi vào báo cáo thí nghiệm.
2) Nếu cần thiết phải dừng phép thử trong thời gian ngắn thì chỉ nên dừng sau khi đã hoàn thành một chu kỳ thử và các mẫu đã được đặt vào trong lò.
6.1. Độ bền sốc nhiệt được biểu thị bằng số chu kỳ nung nóng, làm lạnh liên tiếp và chịu tải trọng uốn. Mẫu đạt yêu cầu khi không bị gãy sau ít nhất 30 chu kỳ thử hoặc theo yêu cầu riêng của sản phẩm.
6.2. Chu kỳ thử mà mẫu bị gãy thì không được tính vào kết quả.
6.3. Báo cáo kết quả thử nghiệm phải đầy đủ các nội dung sau:
- tên cơ sở sản xuất;
- ký hiệu mẫu;
- nhiệt độ thử và độ bền sốc nhiệt tương ứng;
- tên người và tổ chức thí nghiệm;
- số hiệu tiêu chuẩn này.
Kết quả thử có thể trình bày theo Phụ lục A.
Phụ lục A
(Tham khảo)
Mẫu báo cáo kết quả thử nghiệm độ bền sốc nhiệt
KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM XÁC ĐỊNH ĐỘ BỀN SỐC NHIỆT
Tên cơ sở (sản xuất, gửi mẫu...):...............................................................................
Tên mẫu:..................................................................................................................
Số lượng:..................................................................................................................
| TT | Ký hiệu mẫu | Nhiệt độ thử (oC) | Độ bền sốc nhiệt (chu kỳ) | Ghi chú (Chu kỳ xuất hiện vết nứt đầu tiên; vị trí, đặc điểm của vết nứt và bề mặt gãy) |
|
|
|
|
|
|
Thí nghiệm theo TCVN 6530-7:2000.
| Cơ quan thí nghiệm | Ngày tháng năm |
- 1 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 6530-10:2007 về Vật liệu chịu lửa - Phương pháp thử - Phần 10: Xác định độ bền uốn ở nhiệt độ cao
- 2 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 6530-11:2007 về Vật liệu chịu lửa - Phương pháp thử - Phần 11: Xác định độ chịu mài mòn ở nhiệt độ thường
- 3 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 6530-12:2007 về Vật liệu chịu lửa - Phương pháp thử - Phần 12: Xác định khối lượng thể tích vật liệu dạng hạt
- 1 Luật Tiêu chuẩn và quy chuẩn kỹ thuật 2006
- 2 Nghị định 127/2007/NĐ-CP Hướng dẫn Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật
- 3 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 6530-10:2007 về Vật liệu chịu lửa - Phương pháp thử - Phần 10: Xác định độ bền uốn ở nhiệt độ cao
- 4 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 6530-11:2007 về Vật liệu chịu lửa - Phương pháp thử - Phần 11: Xác định độ chịu mài mòn ở nhiệt độ thường
- 5 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 6530-12:2007 về Vật liệu chịu lửa - Phương pháp thử - Phần 12: Xác định khối lượng thể tích vật liệu dạng hạt
- 6 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 6530-13:2008 về Vật liệu chịu lửa - Phương pháp thử - Phần 13: Xác định độ bền ôxy hoá của vật liệu chịu lửa chứa cacbon