En aplicaciones como la fabricación de motores y la construcción de plantas energéticas, turbinas y plantas químicas, es decisivo el comportamiento del material a altas temperaturas hasta aprox. 2.000 °C y superiores. Para este tipo de ensayos, el grupo ZwickRoell ofrece soluciones estándar modulares para los rangos de temperatura entre -80 °C y 1.600 °C y soluciones a medida del cliente hasta los 2.000 °C. Las soluciones integrales de ZwickRoell para ensayos a altas temperaturas se construyen sobre el eficaz sistema de carga de la serie AllroundLine. Gracias al diseño flexible y modular del bastidor de carga y a la amplia variedad de componentes, se pueden construir equipos de ensayos individualizados, perfectamente adaptados a los requisitos de nuestros clientes.

Equipos de ensayos modulares para altas temperaturas

Para hacer frente a distintas normas y requisitos demandados por los clientes en el campo de los ensayos de materiales a altas temperaturas, ZwickRoell ofrece sistemas modulares para ensayos cuasiestáticos de tracción, compresión y flexión a altas temperaturas. El sistema de ensayos idóneo surge de la combinación entre los requisitos específicos del cliente, como la temperatura de ensayo, la forma, geometría y tamaño de probeta a ensayar y de los componentes utilizados en el equipo de ensayos. 

Los componentes decisivos en los sistemas de ensayos para altas temperaturas son:

Extensómetros

Según el material de probeta y el sistema de calentamiento elegido, se adaptarán mejor los extensómetros de contacto o sin contacto para entornos de temperaturas elevadas. ZwickRoell responde a los diferentes desafíos que plantea la medición de la extensión con una amplia gama de extensómetros. Con ello, hemos podido superar antiguos problemas como las dificultades de contacto con la probeta por el difícil acceso al sistema de calefacción, la sensibilidad de los sensores a la temperatura, la insuficiencia de luz o las turbulencias.

Sistemas de calefacción

Según las características del material, el ensayo se realiza a distintas temperaturas. La resistencia de plásticos y composites se puede empezar a ensayar por debajo de 250 °C. Para los metales y otros materiales de gran resistencia térmica se requieren temperaturas muy por encima de 1.000 °C. Gracias a nuestra extensa selección de sistemas de calefacción, los sistemas de ensayos para altas temperaturas de ZwickRoell permiten cualquier temperatura hasta 2.000 °C.

Sistema de conexión y control

Un control exacto de la temperatura de la probeta es fundamental para cualquier ensayo a altas temperaturas. Con el sistema de conexión y control de ZwickRoell para la regulación automática y sin intervención del usuario de la temperatura de probeta, se respetan las tolerancias de temperatura establecidas por la norma de forma fiable, sin excederse ni tener que determinar los parámetros de control de forma empírica.

Medición de la temperatura de la probeta

Los requisitos en medición exigidos en los ensayos a altas temperaturas son muy estrictos y solo pueden cumplirse con los termopares adecuados y una calibración fiable de todo el circuito de medición de temperaturas. Los termopares más comunes en el campo de los ensayos a altas temperaturas son los del tipo N y S. Sin embargo, también se utilizan otros tipos en circunstancias particulares.

Elemento de línea de carga

Según el tipo y la temperatura de ensayo, los sistemas de ensayos a altas temperaturas de ZwickRoell están dotados de elementos de línea de carga metálicos o cerámicos. Para una alineación óptima, utilizamos unidades de alineación o elementos de línea de carga autoalineables.

  • Ensayo de tracción: Elementos de línea de carga autoalineables de metal o cerámicos
  • Ensayo de compresión: Elementos de línea de carga autoalineables metálicos con sistema de inversión o elemento de línea de carga fijo cerámico
  • Ensayo de flexión: Elemento de línea de carga fijo de cerámica

Mordazas

Las mordazas en el ensayo a altas temperaturas no solamente deben garantizar una sujeción segura de la probeta a cualquier temperatura, sino que también deben soportar cargas térmicas y mecánicas. Según la forma y el material de la probeta, utilizamos mordazas en diferentes ejecuciones y materiales para aportar la máxima flexibilidad a los sistemas de ensayos a altas temperaturas de ZwickRoell.

Combinaciones estándar de sistemas para altas temperaturas

La gran diversidad de bastidores de carga, sistemas de calefacción, dispositivos de medición de la temperatura de la probeta, extensómetros y adaptadores para probetas nos permite realizar numerosas combinaciones personalizadas del sistema.

Las combinaciones de sistemas presentadas a continuación nos proporcionan una visión sobre la modularidad de los sistemas de ensayos a altas temperaturas de ZwickRoell.

Ventajas y características

  • ZwickRoell ofrece soluciones en diferentes variantes. La temperatura mínima está sobre los 200 °C, la máxima sobre los 2.000 °C.
  • Según el material a ensayar, se pueden elegir hornos de 1, 2 o 3 zonas con aire, vacío o atmósfera protectora.
  • Las soluciones de ZwickRoell destacan por adaptar de forma óptima los hornos, incluidos los reguladores de la temperatura, las mordazas adecuadas para ensayos de tracción y flexión, así como sus extensómetros con y sin contacto.
  • Los sistemas pivotantes para los hornos de altas temperaturas y extensómetros permiten trabajar con ergonomía sin prácticamente tener que cambiar accesorios en la máquina para realizar ensayos a temperatura ambiente.
  • Con el uso de un horno de puertas abatibles verticales, se puede insertar y extraer la varilla de tracción utilizada a través de un sistema de cambio rápido.
  • Para la medición de la temperatura directamente en la probeta, se utilizan dispositivos de medición opcionales de hasta tres termopares. De esta forma se garantiza un ensayo normalizado a temperatura.

Combinación de sistema 1

Esta solución se utiliza a menudo en el control de calidad y es ideal para el ensayo de geometrías y tamaños de probeta semejantes. El dispositivo para medición de la temperatura de la probeta no solo permite la comodidad de manejo, sino que también establece la base para obtener resultados fiables y reproducibles.

Detalles:

  • Máquina de ensayos de sobremesa con ajuste adaptable de la altura de trabajo para una perfecta ergonomía
  • Horno de altas temperaturas en un intervalo entre 200 °C y 1.250 °C
  • Controlador de temperatura normativo y sin intervención del usuario para una regulación exacta de la temperatura de la probeta
  • Medición de la temperatura de la probeta con distancia fija de los termopares para geometrías y tamaños de probetas semejantes
  • Elemento de línea de carga resistente a altas temperaturas
  • Medición de la deformación de la probeta con extensómetro sin contacto o con contacto
  • Electrónica de medición, control y regulación probada testControl II
  • Rango de fuerza hasta 150 kN

Combinación de sistema 2

Diferentes tamaños y geometrías de probetas requieren sistemas de ensayos flexibles que no obstante proporcionen resultados de ensayo fiables. Esta combinación de sistema, utilizada a menudo en centros de investigación y universidades, es ideal para ello y permite llevar a cabo, además de los ensayos de tracción, también ensayos de flexión y compresión, gracias al dispositivo de medición variable de la temperatura de la probeta.

Detalles:

  • Máquina de ensayos de sobremesa con ajuste adaptable de la altura de trabajo para una perfecta ergonomía
  • Horno de altas temperaturas con posición variable de altura en un rango de temperatura entre 200 °C y 1.250 °C
  • El dispositivo basculante para hornos permite realizar ensayos también a temperatura ambiente.
  • Controlador de temperatura normativo y sin intervención del usuario para una regulación exacta de la temperatura de la probeta
  • Medición de la temperatura de la probeta con distancia variable de los termopares para geometrías y tamaños de probetas distintos
  • Aberturas variables del horno para distintas opciones de montaje de extensómetros y dispositivos para la medición de la temperatura de probeta
  • Elemento de línea de carga resistente a altas temperaturas
  • Medición de la deformación de la probeta con extensómetro sin contacto o con contacto
  • Electrónica de medición, control y regulación probada testControl II
  • Rango de fuerza hasta 150 kN

Combinación de sistema 3

Esta solución de ensayo, extremadamente flexible, satisface las estrictas exigencias de los proveedores de servicios de ensayos, ya que, además de la gran diversidad de probetas y ensayos, también cubre un rango de fuerza más extenso.

Detalles:

  • Máquina de ensayos de pie con adaptación fácil y rápida de la altura de trabajo
  • Horno de altas temperaturas con posición variable de altura en un rango de temperatura entre 200 °C y 1.250 °C
  • El dispositivo basculante para hornos permite realizar ensayos también a temperatura ambiente.
  • También disponible con zona de trabajo lateral para evitar modificaciones y para un fácil cambio entre ensayos a temperatura ambiente y a altas temperaturas
  • Controlador de temperatura normativo y sin intervención del usuario para una regulación exacta de la temperatura de la probeta
  • Medición de la temperatura de la probeta con distancia variable de los termopares para geometrías y tamaños de probetas distintos
  • Aberturas variables del horno para distintas opciones de montaje de extensómetros y dispositivos para la medición de la temperatura de probeta
  • Elemento de línea de carga resistente a altas temperaturas
  • Medición de la deformación de la probeta con extensómetro sin contacto o con contacto
  • Electrónica de medición, control y regulación probada testControl II
  • Amplio rango de fuerza de hasta 250 kN, uso opcional de una segunda célula de carga para rangos de fuerza reducida

CERN Particle Accelerator Materials are Characterized Using Testing Machines from ZwickRoell

CERN, the European Organization for Nuclear Research (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire) is one of the largest and most respected centers for fundamental physics research in the world. With the Large Hadron Collider (LHC), a ring-shaped particle accelerator with a 27 kilometer circumference, situated 100 meters underground in the border region of Switzerland and France, near Geneva, physicists conduct research on the building blocks of the universe and their interactions.
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