Камеры и печи для температурных испытаний

Температурные испытания играют ключевую роль в изучении характеристик материалов в зависимости от температурных условий. Они помогают инженерам и ученым оценить поведение материалов в различных условиях и определяют их пригодность для конкретных применений в различных отраслях промышленности. Эксплуатационные характеристики некоторых материалов претерпевают структурные изменения под воздействием как низких, так и высоких температур. В промышленности для выявления возможных повреждений материалов или изделий проводятся тесты со статической, циклической и пиковой нагрузкой в различных температурных режимах. Для этих целей используются системы температурных испытаний (СТИ), которые проверяют изменения свойств материала под воздействием температурных факторов.

Что такое СТИ?

Система температурных испытаний (СТИ) — это климатическая установка, предназначенная для воссоздания и поддержания требуемых температурных условий, имитирующих реальные условия эксплуатации материалов. Чаще всего СТИ используются в составе разрывных машин для испытаний материалов на растяжение и сжатие, где служат для предварительного охлаждения или нагрева образцов перед испытаниями. Однако они могут эксплуатироваться и самостоятельно, например, как установка для термостатирования или криостатирования.

Система температурных испытаний, как правило, состоит из температурной камеры или электрической печи, блока управления и механизма для перемещения камеры или печи в рабочей зоне испытательной машины. Температурные камеры или электрические печи отличаются геометрическими размерами, конструктивным исполнением, принципами работы и диапазонами воспроизводимых температур.

Применение и назначение оборудования

Системы температурных испытаний используются для изучения термических и механических свойств материалов или анализа их поведения в реальных условиях эксплуатации при воздействии как повышенных, так и пониженных температур. Небольшие изменения окружающей среды могут радикально изменить характеристики материалов.

Типы испытаний включают:

• Испытания на растяжение (металлы, сплавы, пластмассы, резина, композиты, клеевые соединения).
• Испытания на сжатие (керамика, композиты, пластмассы, резина, металлы).
• Испытания на изгиб (материалы для ударной вязкости, пластмассы, резина, композиты, металлы).
• Испытания на ударную вязкость/прочность (металлы, сплавы, пластмассы).
• Испытания на термостарение и термостойкость.
• Другие виды испытаний, такие как осевой сдвиг, прочность клеевых изделий при сдвиге, межслойная вязкость разрушения.

Такие испытания проводятся для прогнозирования поведения материалов в реальной среде, например, для лопастей турбин, обшивки самолетов, автомобильных компонентов из резины и пластмассы.

Оборудование "Эталон-Профит" соответствует актуальным стандартам, включая ГОСТ, DIN, ISO, ASTM. По запросу заказчиков возможна адаптация моделей к конкретным условиям испытаний и методикам.

Классификация и виды оборудования

Оборудование для температурных испытаний классифицируется по температурному диапазону внутри камерного отсека. По этому признаку выделяют несколько основных групп:

• Термокамеры для нагрева / Высокотемпературные электрические печи: используются для определения термической стойкости или механических испытаний при повышенных температурах.
• Криостаты, криокамеры для охлаждения: задействованы в испытаниях при отрицательной температуре.
• Криотермостаты универсальные: предназначены для тестирования материалов как при отрицательных, так и при положительных температурах.

Компания "Эталон-Профит" производит различные модели систем температурных испытаний, охватывающие эти категории.

Системы для высокотемпературных испытаний (Электрические печи)

Термосистема СТС. Эта система предназначена для высокотемпературных испытаний металлов и сплавов на растяжение. Она используется в составе разрывных и универсальных испытательных установок. Обеспечивает равномерный разогрев рабочей части образцов до заданной температуры и поддержание этой температуры в процессе испытания. Конструктивно она выполнена в виде распашной (разъемной) цилиндрической электрической печи. Особенностью является надежная трехзонная электрическая печь с независимыми нагревательными элементами (фехраль Х23Ю5Т), расположенными внутри огнеупорных керамических труб (термоизол-1300). Пространство между внешним корпусом и керамической трубой заполнено каолиновой ватой. Блок управления имеет три независимых канала для регулирования температуры каждой из трех зон, что обеспечивает равномерное распределение температуры внутри печи. Система СТС оснащена фирменным программным обеспечением для управления нагревом, задания температурной уставки, выдержки времени и интенсивности нагрева. ПО записывает температуру каждой зоны, строит графики и обеспечивает цифровую защиту от перегрева, обрыва нагревателей или датчиков. Система может быть гибко интегрирована практически в любую разрывную машину или использоваться индивидуально для испытаний на термостарение, термостойкость.

Термосистема СТС-М. Этот термокомплекс предназначен для испытаний металлов и керамики нагревом, включая сверхвысокотемпературные испытания тугоплавких металлов, композитов и керамики. Он служит дополнительным оборудованием для машин испытаний конструкционных материалов. В сравнении с системой СТС, СТС-М имеет более высокую верхнюю температурную границу и более широкий спектр возможных испытаний, включая растяжение, сжатие и изгиб. Конструктивно печь СТС-М выполнена в виде распашной металлической камеры, часто прямоугольной формы. Футеровка печи выполнена из огнеупорного материала ШБ-5 с открытыми нагревателями из фехрали Х23Ю5Т. Как и СТС, СТС-М имеет три отдельных нагревателя и три канала регулирования температуры, обеспечивая высокоточную систему контроля и поддержания температуры. Система оснащена специальным программным обеспечением для управления этапами нагрева, фиксирования данных и построения температурного графика. ПО обеспечивает защитные функции и сигнализирует об аварийных ситуациях. Система может быть установлена на любые двухстоечные лабораторные испытательные машины.

Системы для низкотемпературных испытаний (Криокамеры)

Криостат СНИ-П. Этот криостат с автоподатчиком образцов используется в ударных испытательных устройствах (маятниковых копрах) для определения вязкости материалов. Он служит для криостатирования группы контрольных образцов и последовательной автоматической подачи каждого образца на опоры копра для испытаний свободно падающим маятником. Криостат СНИ-П выполняет две функции: кондиционирование образцов при отрицательных температурах и автоматизированную установку образцов в зону испытаний. Это обеспечивает соответствие требованиям ГОСТ 9454-78, согласно которому образцы должны быть испытаны не позднее чем через 3-5 секунд после извлечения из криостата. Криостат органично встраивается в установку маятникового копра. Криостат СНИ-П автоматизирует процесс испытаний, повышает эффективность и минимизирует ручной труд, что идеально подходит для потоковых испытаний большого количества образцов.

Универсальные Системы (Криотермостаты)

Термокриосистема СКС. Эта система предназначена для термостатирования и криостатирования тестируемых материалов при квазистатических испытаниях на растяжение, сжатие или изгиб. Она может применяться как независимый температурный комплекс для контроля качества, так и интегрироваться в разрывные или универсальные испытательные приборы. Система СКС работает в режимах нагрева и охлаждения. Нагрев осуществляется с помощью нагревательного тэна, а охлаждение — посредством паров жидкого азота. Камера имеет одну зону управления температурой и оснащена вентилятором принудительного перемешивания воздуха для обеспечения равномерного распределения температуры. Распашная камера состоит из наружного и внутреннего корпусов из нержавеющей стали и имеет смотровое окно в двери.

Система температурных испытаний СКС-М. Эта модификация СКС предназначена для испытаний сырья или готовых изделий в температурных режимах от пониженных до повышенных. Она чаще применяется в составе разрывных машин или универсальных испытательных приборов. СКС-М также работает в режимах нагрева и охлаждения (или только охлаждения для младшей модификации). Нагрев осуществляется с помощью нагревательного тэна, а охлаждение — посредством фреона (R-404a) в замкнутой системе охлаждения. Преимуществом СКС-М является замкнутая фреоновая система охлаждения, которая делает ее более подходящей для испытаний большого количества образцов по сравнению с системами на жидком азоте. СКС-М подходит для испытаний резины, пластиков, композитов, металлов при статических, динамических и усталостных испытаниях, включая растяжение, сжатие, изгиб, сдвиг и определение межслойной вязкости разрушения.

Жидкостный криотермостат FT (типа КС). Этот специализированный жидкостный криотермостат предназначен для создания и поддержания требуемых температурных режимов в жидкостной среде (технический спирт для охлаждения, дистиллированная вода для нагрева). Он работает индивидуально и независимо от другого оборудования. Система охлаждения — двухкомпрессорная по замкнутому циклу (используются хладагенты R-404a и R-23). Криотермостат имеет высокоточный автоматизированный контур управления и регулирования температуры на базе термоконтроллера с PID-регулятором.

Заключение

Температурные механические испытания являются неотъемлемой частью материаловедения, обеспечивая надежность и долговечность материалов в экстремальных условиях эксплуатации. Оборудование для проведения таких испытаний играет решающую роль в получении точных данных. Компания "Эталон-Профит" предлагает разнообразные системы, позволяющие проводить испытания материалов в широком диапазоне температур и по различным методикам, соответствующим международным и российским стандартам. Эти системы отличаются конструктивными особенностями, принципами охлаждения (жидкий азот, фреон, жидкостная среда) и методами установки на испытательное оборудование, что позволяет подобрать оптимальное решение для конкретных исследовательских и производственных задач.

Контакты Эталон-Профит 8 (4932) 57-43-34, office@etalon-profit.ru.