CN201072420Y

CN201072420Y - 用于膨胀防火涂料现场检测的电炉

Info

Publication number: CN201072420Y
Application number: CNU2006201753235U
Authority: CN
Inventors: 熊家锦; 裘陆道; 师华; 李风; 孔小弟; 马道贞
Original assignee: Beijing Institute of Aeronautical Materials China Aviation Industry No 1 Group Corp
Current assignee: Beijing Institute of Aeronautical Materials China Aviation Industry No 1 Group Corp
Priority date: 2006-12-21
Filing date: 2006-12-21
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2016-12-21

Abstract

本实用新型属于钢结构防火涂料检测技术，涉及对用于膨胀防火涂料现场检测电炉的改进。它包括炉体6和炉盖7，加热体5，炉温热电偶3，背温热电偶8，其特征在于，炉体6的内腔水平截面为矩形；在炉膛中间有一块耐火材料制造的托砖4；有一个散热芯片1，它立置在托砖4的上表面，散热芯片1的上边缘伸入到两块盖板的对合缝中或者伸入到炉盖7中间的贯通槽内。本实用新型的的试验电炉可以使试样获得形状特征与国家型式检验和中型耐火极限梁炉测试时接近的背温－时间曲线，不但大大降低了对于评价人员的专业经验的要求，便于推广使用。而且能更加精确地区出分防火性能接近的膨胀型钢结构防火涂料质量的细微差别，从而能准确、快捷地对现场的膨胀防火涂料做出评价。

Description

用于膨胀防火涂料现场检测的电炉

技术领域

本实用新型属于钢结构防火涂料检测技术，涉及对用于膨胀防火涂料现场检测的电炉的改进。

背景技术

测试膨胀型钢结构防火涂料防火性能主要按ISO834和GB9978标准规定的足尺寸钢梁型工件卧式炉耐火极限方法。为了检测工程现场用膨胀防火涂料的品质，有以下四种方法：

1、“国家防火建材质检中心”采用了从工程工件上刮取涂层粉末后，置于坩埚内用箱式电炉测量其膨胀性能的方法；

2、北京出台了地方标准DBJ01-616-2004，从工程现场刮取涂层粉末后取样置于坩埚内在750℃焙烧5分钟，测量膨胀倍率；

3、“国家防火建材质检中心”还曾经采用从工程现场抽取防火涂料料浆制备60cmm～90cm长的36b工字钢梁，在标准大炉内测量背温的办法检查工程用防火涂料的质量。

4、还有直接用喷灯喷烧从工程用料中抽取的料浆样品涂覆于钢板上的干膜，观察涂层膨胀状况的办法。

上述方法的缺点是：ISO834和GB9978标准规定的足尺寸钢梁型工件卧式炉耐火极限方法每次至少需要制备一根5～6米长的36b或40b标准工字钢梁。从涂覆涂料到养护完成至少需要2～6个月，所有费用加起来不少于2万元。对耐火极限高的工程可能需要3万元以上。无论从时间周期还是费用都不具备实际操作可行性。对比较小的工程，例如造价10万元或以下的工程更加不现实。即使采用60cmm～90cm长的工字钢梁的办法，也需要2个月以上的周期，费用也不低于万元。

北京地方标准的坩埚法不能检测出涂料的真实防火性能。原因在于：按照坩埚法标准规定对“超薄型钢结构防火涂料”膨胀倍率不小于10倍。且不说膨胀倍率与膨胀防火涂料的防火性能并不高度一致(因为防火性能受膨胀体的化学和物理两方面因素的影响)；而且由于国内许多厂家了解坩埚法只在一个固定温度焙烧5min，因此在配方中加入大量的氨基树脂和发气剂，在短时间焙烧中可以达到10倍膨胀倍率。但按照标准曲线升温，30min以后膨胀体将烧蚀得所剩无几，防火性能几乎荡然无存。另外一种情况是有的厂家用较低分子量的树脂和催化剂，大量添加发气成分，不添加高温增强剂。这种涂料成本很低，在坩埚法中可以获得很好的结果，但是由于该方法不能暴露下述问题，即附着在钢构件上的涂层膨胀体悬臂，在标准火场中膨胀体将会在30min以后发生脱落，而失去防火作用，所以坩埚法的结果与膨胀防火涂料的防火性能是非常不一致的两个概念。以北京为例，地方标准DBJ01-161-2004“建筑防火涂料(板)工程设计、施工与验收规范”已经执行两年，工程质量情况并没有改善。

至于喷灯法，由于环境的温度、空气流动状况诸多因素的影响，加上方法所限造成被测试件大量的散热，结果既没有很好的再现性又不能模拟型式检验足尺寸钢梁的结果，也不能作为防火涂料工程现场质量控制检验的定量手段。总体看，目前急需一种能够短周期、快速、准确评定工程用“膨胀型钢结构防火涂料”质量，最好能够与国家认证检验结果对照的的方法。

北京航空材料研究院于2004年第二届全国钢结构防火技术研讨会发表的名称为《超薄型钢结构防火涂料原材料与涂料水平》中公开了一种小型试验电炉，使用该电炉试验膨胀型钢结构防火涂料的防火性能时，能比较准确地评价防火涂料的防火性能。其缺点是：试样是卧式安装在炉体上方，试样的受火面和背火面均为64cm²。面积为1∶1，所以散热速度比较快。在国家型式检验和中型耐火极限梁炉测试时，钢梁三面受火，仅上面一个表面散热。国家型式检验用钢梁受热面积与散热面积比例大约为9∶1。因此，试验中，该电炉的最终背温远低于国家型式检验和中型耐火极限梁炉测试时的最终背温，对于评价人员的专业经验要求很高，不利于准确、快捷地作出评价，也难以推广使用。对于防火性能接近的膨胀型涂料也难以做出精确的区分。

发明内容

本实用新型的目的是：提出一种使试样能获得形状特征与国家型式检验和中型耐火极限梁炉测试时结果接近的背温-时间曲线的电炉，不但大大降低了对于评价人员的专业经验的要求，便于推广使用，而且能更加精确地区分防火性能接近的膨胀型钢结构防火涂料质量的细微差别，从而能准确、快捷地对现场的膨胀防火涂料作出评价。

本实用新型的技术方案是：用于膨胀防火涂料现场检测的电炉，包括由耐火材料制造的炉体6和炉盖7，在炉体6的内腔底面上安装有加热体5，在炉膛中上部有2支炉温热电偶3，其输出端引线从炉体6的侧壁引出孔引出，在炉膛上部有背温热电偶8，其输出端引线从炉盖7引出，其特征在于，

(1)炉体6的内腔水平截面为矩形，其长度A＝50～300mm，其宽度B＝50～300mm；

(2)在炉膛中间有一块耐火材料制造的托砖4，托砖4的安装关系为下述情况之一：其两端插置在炉膛两侧炉壁上的凹槽内；或者放置在一个固定在炉壁上的耐热金属托架上；

(3)有一个散热芯片1，它是由钢质材料或者耐热合金材料制造的矩形板，其长度L＝47～297mm，比炉体6的内腔长度小1～3mm，其高度H＝50～300mm，其厚度t＝2～15mm，在散热芯片1的中间有一个平行于高度H的、贯通其厚度t但不贯通高度H的背温热电偶安装槽9，背温热电偶8位于该安装槽9内；

(4)所说的炉盖7为下述结构之一：炉盖7由两块尺寸相同的矩形盖板组成；炉盖7由一块整板组成，在炉盖7的中间有一道贯通槽；

(5)散热芯片1立置在托砖4的上表面，散热芯片1的上边缘伸入到两块盖板的对合缝中或者伸入到炉盖7中间的贯通槽内。

本实用新型的优点是：本实用新型的的试验电炉使试样能获得形状特征与国家型式检验和中型耐火极限梁炉测试时结果接近的背温-时间曲线，不但大大降低了对于评价人员的专业经验的要求，便于推广使用。而且能更加精确地区出分防火性能接近的膨胀型钢结构防火涂料质量的细微差别，从而能准确、快捷地对膨胀防火涂料作出评价。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图，图中，2是试片，位于散热芯片1的两侧，放置在托砖4的上表面。图2是图1的左视图。图3是本实用新型中散热芯片1的结构示意图。

具体实施方式

下面对本实用新型做进一步详细说明。参见图1、2、3，本实用新型的电炉，包括由耐火材料制造的炉体6和炉盖7，在炉体6的内腔底面上安装有加热体5，在炉膛中上部有炉温热电偶3，其输出端引线从炉体6的侧壁引出孔引出，在炉膛上部有背温热电偶8，其输出端引线从炉盖7引出，其特征在于，

(3)有一个散热芯片1，它是由钢质材料或者耐热合金材料制造的矩形板，其长度L＝47～297mm，比炉体6的内腔长度小1～3mm，其厚度t＝2～15mm，在散热芯片1的中间有一个平行于高度H的、贯通其厚度t但不贯通高度H的背温热电偶安装槽9，背温热电偶8位于该安装槽9内；所以选择L＝47～297mm是为了保证散热芯片能顺利地放入、取出又不会使端面直接裸露在炉膛火场中。

由于以下两个原因，托砖4上表面以上的炉膛容积为整个炉膛容积的2％～40％。一是因为托砖上表面以上的容积比率直接影响到程序仪根据炉温信号反馈给出的加热体输出功率大小，有可能影响测试结果的准确性；二是因为如果托砖太低，位于炉膛下方的加热体放出的强烈辐射热会直接灼烧到防火涂层，也可能使试验结果失真。

托砖4的长度不小于炉体6内腔的长度A，托砖4的宽度为20～120mm，厚度为20～80mm。因为托砖除了作为试片和散热芯片的安装支撑外，另外一个重要作用是代替型式检验和中型梁炉测试时钢梁下缘表面的防火涂层，防止安放在炉膛下方的加热体放出的强烈辐射热直接灼烧没有防火涂层的试片和散热芯片的下端，并避免从涂层的非厚度方向向试片和涂层传输热量。所以托砖选择的长度不小于试片和散热芯片的长度。托砖的宽度和厚度根据涂层的厚度不同而变化。

对于涂层干膜厚度较大的试片，为了保证涂料有足够的膨胀空间，需要选择大尺寸的炉膛；为了保证同样足够的热通量，必需加大加热体输出的功率，为了减少底电炉加热体的功率密度，可以在托砖4下表面以下的炉膛四周的炉壁上安装有加热体5。

试验时，将两块试片2放在托砖4上，位于散热芯片1的两侧，用铁丝捆绑或者夹子夹持固定即可。

实施例。

例1，

(1)炉体6内腔的长度A＝230mm，宽度B＝230mm；

(2)托砖4的宽度为90mm，厚度为65mm。托砖4放置在一个耐热金属托架上。

(3)散热芯片1由有抗氧化层的普通碳钢制造，其长度L＝225mm，其高度H＝180mm，其厚度t＝8mm。背温热电偶安装槽9的深度为135mm。

(4)炉盖7为两块230mm×115mm、厚度65mm的矩形盖板组成。

例2，

(1)炉体6内腔的长度A＝150mm，宽度B＝150mm；

(2)托砖4的宽度为60mm，厚度为35mm。长度为200mm，两端插入炉膛两侧壁内的方孔。

(3)散热芯片1由有抗氧化性能好的黑色耐热合金制造，其长度L＝147mm，其高度H＝120mm，其厚度t＝5mm。背温热电偶安装槽9的深度为90mm。

(4)炉盖7为两块150mm×72mm、厚度65mm的矩形盖板组成。

例3，

(1)炉体6内腔的长度A＝82mm，宽度B＝82mm；

(2)托砖4的宽度为20mm，厚度为20mm。托砖4放置在一个耐热金属托架上。

(3)散热芯片1由有抗氧化层的普通碳钢制造，其长度L＝80mm，其高度H＝80mm，其厚度t＝3mm。背温热电偶安装槽9的深度为60mm。

(4)炉盖7为两块115×55mm、厚度65mm的矩形盖板组成。

Claims

1.用于膨胀防火涂料现场检测的电炉，包括由耐火材料制造的炉体[6]和炉盖[7]，在炉体[6]的内腔底面上安装有加热体[5]，在炉膛中上部有2支炉温热电偶[3]，其输出端引线从炉体[6]的侧壁引出孔引出，在炉膛上部有背温热电偶[8]，其输出端引线从炉盖[7]引出，其特征在于，

(1)炉体[6]的内腔水平截面为矩形，其长度A＝50～300mm，其宽度B＝50～300mm；

(2)在炉膛中间有一块耐火材料制造的托砖[4]，托砖[4]的安装关系为下述情况之一：其两端插置在炉膛两侧炉壁上的凹槽内；或者放置在一个固定在炉壁上的耐热金属托架上；

(3)有一个散热芯片[1]，它是由钢质材料或者耐热合金材料制造的矩形板，其长度L＝47～297mm，比炉体[6]的内腔长度小1～3mm，其高度H＝50～300mm，其厚度t＝2～15mm，在散热芯片[1]的中间有一个平行于高度H的、贯通其厚度t但不贯通高度H的背温热电偶安装槽[9]，背温热电偶[8]位于该安装槽[9]内；

(4)所说的炉盖[7]为下述结构之一：炉盖[7]由两块尺寸相同的矩形盖板组成；炉盖[7]由一块整板组成，在炉盖[7]的中间有一道贯通槽；

(5)散热芯片[1]立置在托砖[4]的上表面，散热芯片[1]的上边缘伸入到两块盖板的对合缝中或者伸入到炉盖[7]中间的贯通槽内。

2.根据权利要求1所述的电炉，其特征在于，托砖[4]上表面以上的炉膛容积为整个炉膛容积的2％～40％。

3.根据权利要求1或2所述的电炉，其特征在于，托砖[4]的长度不小于炉体[6]内腔的长度A，托砖[4]的宽度为20～120mm，厚度为20～80mm。

4.根据权利要求1或2所述的电炉，其特征在于，在托砖[4]下表面以下的炉膛四周的炉壁上安装有加热体[5]。

5.根据权利要求3所述的电炉，其特征在于，在托砖[4]下表面以下的炉膛四周的炉壁上安装有加热体[5]。