ГОСТ Р 52542-2006 Огнеупоры. Методы определения термической стойкости при охлаждении сжатым воздухом

 

ОГНЕУПОРЫ

Методы определениятермической стойкости
 при охлаждении сжатым воздухом

Предисловие

Цели ипринципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным закономот 27 декабря 2002 г. №184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартовРоссийской Федерации - ГОСТ Р1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения».

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАНАссоциацией производителей и потребителей огнеупоров «Санкт-Петербургскийнаучно-технический центр» (Ассоциация «СПб НТЦ»)

2 ВНЕСЕНТехническим комитетом по стандартизации ТК 9 «Огнеупоры»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентствапо техническому регулированию и метрологии от 4 мая 2006г. № 87-ст

4Настоящий стандарт разработан с учетом основных нормативных положений DIN CEN/TS 993-11:2003 «Методы испытания плотных формованных огнеупоров. Часть 11.Определение устойчивости к термическому удару» (DIN CEN/TS 993-11:2003 «Prufverfahren fur dichte geformte feuerfeste Erzeugnisse. Teil 11: BestimmungderTemperaturwechselbestandigkeit», NEQ)

5 ВВЕДЕНВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандартупубликуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальныестандарты», а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемыхинформационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра(замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будетопубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальныестандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются такжев информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федеральногоагентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

Содержание

ГОСТ Р 52542-2006

ОГНЕУПОРЫ

Методы определения термической стойкости
 при охлаждении сжатым воздухом

Дата введения - 2007-01-01

1 Область применения

Настоящийстандарт устанавливает требования к двум методам определения термическойстойкости огнеупоров (в т.ч. обожженных огнеупорных изделий, взаимодействующихс водой) при охлаждении сжатым воздухом образцов, нагретых до температуры 950°С:

- метод по числу теплосмен до разрушения под действием заданнойнагрузки (метод I);

- метод по изменению предела прочности при изгибе после заданногочисла теплосмен (метод II).Требования к методам определения термической стойкости обожженных огнеупорныхизделий, не взаимодействующих с водой, установлены ГОСТ7875.0 - ГОСТ7875.2. Классификация огнеупоров - по ГОСТ 28874.

2 Нормативные ссылки

Внастоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р12.4.013-97 Система стандартов безопасности труда. Очки защитные. Общиетехнические условия

ГОСТР 12.4.208-99 Система стандартов безопасности труда. Средстваиндивидуальной защиты органа слуха. Наушники. Общие технические требования.Методы испытаний

ГОСТР 12.4.209-99 Система стандартов безопасности труда. Средстваиндивидуальной защиты органа слуха. Вкладыши. Общие технические требования.Методы испытаний

ГОСТР 50526-93 (ИСО 5014-86) Огнеупоры. Метод определения предела прочности приизгибе при комнатной температуре

ГОСТ12.1.003-83 Система стандартов безопасности труда. Шум. Общие требованиябезопасности

ГОСТ12.1.019-79 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность.Общие требования и номенклатура видов защиты

ГОСТ12.2.007.9-93 (МЭК 519-1-84) Безопасность электротермического оборудования.Часть 1. Общие требования

ГОСТ12.4.021-75 Система стандартов безопасности труда. Системы вентиляционные.Общие требования

ГОСТ 166-89(ИСО 3599-76) Штангенциркули. Технические условия

ГОСТ2405-88 Манометры, вакуумметры, мановакуумметры, напоромеры, тягомеры итягонапоромеры. Общие технические условия

ГОСТ6616-94 Преобразователи термоэлектрические. Общие технические условия

ГОСТ7875.0-94 Изделия огнеупорные. Общие требования к методам определениятермической стойкости

ГОСТ7875.1-94 Изделия огнеупорные. Метод определения термической стойкости накирпичах

ГОСТ7875.2-94 Изделия огнеупорные. Метод определения термической стойкости наобразцах

ГОСТ 8179-98(ИСО 5022-79) Изделия огнеупорные. Отбор образцов и приемочные испытания

ГОСТ24104-2001 Весы лабораторные. Общие технические требования

ГОСТ28840-90 Машины для испытания материалов на растяжение, сжатие и изгиб.Общие технические требования

ГОСТ 28874-2004Огнеупоры. Классификация

Примечание- При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действиессылочных стандартов в информационной системе общего пользования - наофициальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию иметрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационномууказателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационнымуказателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен(изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоватьсязамененным (измененным) документом. Если ссылочный документ отменен без замены,то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, незатрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

Внастоящем стандарте применены термины по ГОСТ 28874, а также следующие термины ссоответствующими определениями:

3.1термическая стойкость огнеупоров:Сопротивляемость разрушению испытуемого образца огнеупора, происходящему врезультате резкой смены температур, при поочередном нагревании и охлаждении.

3.2теплосмена: Цикл, состоящий изнагревания испытуемого образца до заданной температуры, выдержки при этойтемпературе и последующего охлаждения в заданных условиях.

4 Требования безопасности

4.1Требования безопасности к электропечи, применяемой для испытания, должны соответствоватьГОСТ12.2.007.9.

4.2Эксплуатация электроустановок и электроприборов должна осуществляться всоответствии с ГОСТ12.1.019, правилами технической эксплуатации и техники безопасностиэлектроустановок потребителей.

4.3Помещение для проведения испытания должно быть оборудовано вентиляцией в соответствиис ГОСТ12.4.021.

4.4Уровень шума при охлаждении сжатым воздухом не должен превышать допустимыйуровень по ГОСТ12.1.003.

4.5При проведении испытания должны применяться индивидуальные средства защиты:защитные очки по ГОСТ Р 12.4.013,средства индивидуальной защиты органа слуха по ГОСТР 12.4.208 или ГОСТР 12.4.209, спецодежда, хлопчатобумажные перчатки и т.п.

5 Средства измерений,аппаратура и вспомогательные устройства

5.1Термоэлектрический преобразователь по ГОСТ 6616для измерения температуры до 1000 °С с измерительным прибором 1-го или болеевысокого класса точности.

5.2Весы по ГОСТ 24104 среднего(III) класса точности.

5.3Штангенциркуль по ГОСТ166.

5.4Манометр по ГОСТ2405, обеспечивающий измерение избыточного давления (1,0±0,1) МПа.

5.5 Испытательная машина, соответствующая требованиям ГОСТ28840 и обеспечивающая нагрузку от 400 до 600 Н, с приспособлением дляиспытания на изгиб с расстоянием между опорами (100 ± 1) мм и радиусом кривизныопор (5,0 ± 0,5) мм (испытание по методу I).

Допускаетсяиспользовать нагружающее устройство, например рычажного типа, обеспечивающеенапряжение в образце (0,30 ± 0,05) Н/мм², аттестованное вустановленном порядке.

5.6Испытательная машина, соответствующая требованиям ГОСТ28840, с приспособлением для испытания на изгиб с расстоянием между опорами (180 ± 1) мм, с радиусомзакругления опор (15,0 ± 0,5) мм (испытание по методу II).

5.7Для проведения испытания используют следующую лабораторную аппаратуру:

-таймер с разрешением ± 30 с или другое средство измерения времени,обеспечивающее заданную точность;

-электрическую муфельную печь, обеспечивающую нагрев до температуры не менее 950°С и погрешность ее поддержания во время выдержки образцов в пределах ± 25 °С.

Конструкцияпечи должна обеспечивать безопасный режим работы при загрузке и выгрузкеобразцов во время проведения испытания.

Термоэлектрическийпреобразователь должен быть установлен над центром пода печи на 20 мм вышеверхней грани испытуемого образца.

Тепловаямощность печи должна обеспечивать следующие условия: после установки образцов изакрытия дверцы печи температура не должна опускаться ниже температуры 750 °С изатем подниматься до температуры 950 °С не более 30 мин.

Примечание - Внутренние размеры муфельной печи должны обеспечивать размещениеобразцов, при котором они не касаются стен муфельной печи и друг друга;

-сушильный шкаф, обеспечивающий нагрев образцов до температуры 300 °С;

-устройство для обдува сжатым воздухом, состоящее из баллона или трубопровода,манометра по 5.4, редуктора или другого приспособления, регулирующего подачувоздуха, и сопла диаметром 8 мм и длиной 5 мм. Расстояние от сопла дообдуваемой поверхности должно быть 100 мм;

-стальную плиту размерами (400 ± 10)×(250 ± 10)×(20 ± 3) мм соштифтами, определяющими положение образцов. Общий вид плиты и устройства дляобдува приведен в приложенииА. Схема расположения испытательного оборудования приведена в приложении Б.

6 Метод определениятермической стойкости по числу теплосмен до разрушения под действием заданнойнагрузки (метод I)

6.1 Сущность метода

Методоснован на определении числа теплосмен, которые выдерживает образец огнеупорапри нагружении изгибающим усилием (0,30 ± 0,05) Н/мм² после каждойтеплосмены до разрушения.

Методраспространяется на обожженные огнеупорные изделия общей пористостью менее 45 %и теплоизоляционные (легковесные) огнеупорные изделия и не распространяется науглеродсодержащие и теплоизоляционные волокнистые изделия, а также наогнеупорные бетоны.

6.2Подготовка образцов

6.2.1Порядок отбора огнеупорных изделий - по ГОСТ 8179с дополнением по 6.2.1.1.

6.2.1.1Для определения термической стойкости отбирают не менее двух изделий.

6.2.2Из каждого отобранного изделия вырезают один образец в форме прямоугольнойпризмы размерами 114×64×64 мм с допускаемым отклонением ±3 мм так,чтобы, по крайней мере, одна из граней размерами 114×64 мм былаперпендикулярна к направлению прессования и сохраняла поверхность изделия.

Допускаетсяустанавливать другое количество образцов в нормативном документе на продукциюили договоре на поставку.

6.2.3 Поверхности образца должны быть гладкими. Образцы, на поверхностикоторых после резки обнаружены трещины, пустоты или раковины, не испытывают, азаменяют другими из той же выборки.

Образцыпосле резки с применением охлаждающей жидкости высушивают в сушильном шкафу допостоянной массы при температуре (110 ± 5) °С. Массу считают постоянной, еслипосле повторной сушки в течение 1 ч результат взвешивания отличается отпредыдущего не более чем на 0,1 %.

6.2.4 Отклонение от параллельности верхней и нижней граней образцане должно превышать ± 0,2 мм, а угол между гранями с общим ребром должен быть90° ± 1°.

6.2.5На торец образца наносят маркировку огнеупорной краской, например оксидомхрома, или другим веществом, которое проявляется при обжиге, а затем помечаютцентр грани размерами 114×64 мм, которая будет охлаждаться сжатымвоздухом и нагружаться изгибающим усилием.

6.3Проведение испытания

6.3.1Штангенциркулем измеряют с погрешностью, не превышающей 0,1 мм, высоту и ширинусреднего сечения каждого образца, проходящего через метку по 6.2.5.

6.3.2Образец помещают в печь, нагретую до температуры 950 °С, и закрывают дверцупечи. При этом температура не должна опускаться ниже температуры 750 °С.

Послетого, как температура вновь установится на заданном значении, образцывыдерживают в печи (45 ± 5) мин. Время подъема температуры до заданногозначения не должно превышать 30 мин.

6.3.3Образец извлекают из печи щипцами с захватами, изолированными теплоизоляционнымматериалом, и устанавливают на стальную плиту в строго фиксированное положение.При этом сопло

устройствадля обдува сжатым воздухом должно находиться над помеченным центром верхнейграни образца на расстоянии около 100 мм.

Затемоткрывают вентиль устройства подачи сжатого воздуха и охлаждают образец втечение 5 мин. Избыточное давление воздуха должно быть (1,0 ± 0,1) МПа. Воздухдолжен иметь комнатную температуру и не содержать влаги, способнойконденсироваться в капли.

Послезакрытия вентиля образец оставляют на плите для охлаждения до комнатнойтемпературы.

Допускаетсяперенос образца во время охлаждения на другую подставку.

Присоблюдении условий по 6.3.2 и 6.3.3 можно одновременно или последовательноиспытывать несколько образцов.

6.3.4Охлажденный образец устанавливают на опоры приспособления испытательной машиныпо 5.5 и постепенно нагружают до общейнагрузки, соответствующей изгибающему напряжению σ, равному (0,30 ± 0,05) Н/мм². Нагружаютту грань, которую охлаждали сжатым воздухом.

Подостижении заданной нагрузки машину выключают. Общую нагрузку F, Н, рассчитывают по формуле

,                                                                                (1)

гдеσ - изгибающее напряжение, Н/мм²;

b - ширина образца, мм;

h - высота образца, мм;

l -расстояние между опорами, мм.

6.3.5Если образец не разрушился, испытание повторяют по 6.3.2-6.3.4 до разрушения. После30 теплосмен испытание прекращают.

6.4Обработка результатов

Термическуюстойкость выражают числом теплосмен, которые выдержал образец до разрушенияизгибающим усилием.

6.5Протокол испытания

Результатыиспытания записывают в протокол, в котором указывают:

-наименование организации, проводившей испытание;

-дату испытания;

-обозначение настоящего стандарта;

-наименование изделия и его марку;

-количество и размеры испытуемых образцов;

-результат испытания каждого образца.

7 Метод определениятермической стойкости по изменению предела прочности при изгибе после заданногочисла теплосмен (метод II)

7.1Сущность метода

Методоснован на определении остаточного предела прочности при изгибе - отношениясреднего значения предела прочности при изгибе образцов после пяти теплосмен ксреднему значению предела прочности при изгибе образцов, не подвергнутыхиспытанию.

Методраспространяется на обожженные огнеупорные изделия с общей пористостью менее 45% и огнеупорные бетоны и не распространяется на углеродсодержащие итеплоизоляционные волокнистые изделия.

7.2Подготовка образцов

7.2.1Порядок отбора изделий - по ГОСТ 8179с дополнением по 7.2.1.1.

7.2.1.1Для определения термической стойкости отбирают не менее двух изделий.

7.2.2Порядок отбора проб и подготовки образцов из бетонных масс и смесейустанавливают в нормативном документе на продукцию или в договоре на поставку.

7.2.3Для испытания используют образцы размерами 230×6×54 мм сдопускаемым отклонением ± 3 мм.

Изкаждого отобранного по 7.2.1 изделия вырезают два образца, а из масс и смесейизготовляют не менее четырех образцов. Допускается устанавливать количествообразцов в нормативном документе на продукцию или в договоре на поставку.

Требованияк вырезанным образцам - по 6.2.3, 6.2.4.

7.2.4На торец образца наносят маркировку огнеупорной краской, например оксидомхрома, или другим веществом, которое проявляется при обжиге, а затем помечаютцентр грани размерами 230×54 мм, которая будет охлаждаться сжатымвоздухом.

7.3Проведение испытания

7.3.1Штангенциркулем измеряют с погрешностью, не превышающей 0,1 мм, высоту и ширинусреднего сечения каждого образца, проходящего через метку по 7.2.4.

7.3.2Определяют предел прочности при изгибе по ГОСТР 50526 на половине подготовленных для испытания образцов.

7.3.3Остальные образцы помещают в сушильный шкаф, выдерживают при температуре 250 °С- 300 °С не менее 1 ч, затем переносят в печь, нагретую до температуры 950 °С, изакрывают дверцу печи. При этом температура не должна опускаться нижетемпературы 750 °С.

Послетого, как температура вновь установится на заданном значении, образцывыдерживают в печи (45 ± 5) мин. Время подъема температуры до заданногозначения не должно превышать 30 мин.

7.3.4Образец извлекают из печи щипцами с захватами, изолированными теплоизоляционнымматериалом, и устанавливают на стальную плиту в строго фиксированное положение.При этом сопло устройства для обдува сжатым воздухом должно находиться надпомеченным центром верхней грани образца на расстоянии около 100 мм.

Затемоткрывают вентиль устройства подачи сжатого воздуха и охлаждают образец втечение 5 мин. Избыточное давление воздуха должно быть (1,0 + 0,1) МПа. Воздух должениметь комнатную температуру и не содержать влаги, способной конденсироваться вкапли.

Послезакрытия вентиля образец переносят в сушильный шкаф и выдерживают притемпературе 250 °С - 300 °С в течение 1 ч.

Присоблюдении условий по 7.3.3 и 7.3.4 можно одновременно или последовательноиспытывать несколько образцов.

7.3.5Испытания по 7.3.3,7.3.4 проводят пять раз, а затем охлажденный до комнатнойтемпературы образец испытывают по ГОСТР 50526, нагружая ту грань, которая охлаждалась сжатым воздухом.

Принеобходимости прерывания испытания образцы после очередного цикла«нагрев-охлаждение» помещают всушильный шкаф и выдерживают при температуре 250 °С - 300 °С.

Привозобновлении испытания образцы переносят в печь, нагретую до температуры 950°С.

7.4Обработка результатов

7.4.1В соответствии с ГОСТР 50526 вычисляют:

-значения предела прочности при изгибе каждого образца, испытанного по 7.3.2, ирассчитывают их среднеарифметическое значение , Н/мм²;

-значения предела прочности при изгибе каждого образца, испытанного по7.3.3-7.3.5, и рассчитывают их среднеарифметическое значение , Н/мм².

7.4.2Остаточный предел прочности при изгибе после пяти теплосмен σ_ост,%, вычисляют по формуле

.                                                                                 (2)

7.4.3Допускаемое расхождение результатов устанавливают в нормативном документе напродукцию.

7.5Протокол испытания

Результатыиспытания записывают в протокол, в котором указывают:

а)наименование организации, проводившей испытание;

б)дату испытания;

в)обозначение настоящего стандарта;

г)наименование изделия и его марку;

д)количество и размеры испытуемых образцов;

е)среднеарифметические значения  и ;

ж)значение остаточного предела прочности при изгибе.

Примечания

1 При испытании образцов избетонных масс и смесей указывают способ и условия подготовки образцов(формование, термообработка, обжиг и т.п.).

2Внесение результата испытания перечисления е) является рекомендуемым.

Приложение А

(рекомендуемое)

Общий вид плиты и устройствадля обдува

А.1 Общий вид плиты и устройства для обдува образцов сжатым воздухомприведен на рисунке А.1.

1 - образец; 2 - плита; 3 - сопло; 4 - трубопровод сжатого воздуха; 5 -вентиль; 6 - манометр; 7 - установочные штифты

Рисунок А.1 - Общий вид плиты и устройства дляохлаждения

Приложение Б

(рекомендуемое)

Схема расположенияиспытательного оборудования

Б.1 Схемарасположения испытательного оборудования приведена на рисунке Б.1.

1 - сушильныйшкаф; 2 - печь; 3 - трубопровод сжатого воздуха; 4 - манометр; 5 - вентиль; 6 –столик со стальной плитой

Рисунок Б.1 - Схема расположения испытательного оборудования