Système d’essais haute température

Le comportement du matériau sous hautes températures (jusqu'à 2000° C) est particulièrement important dans les applications telles que la fabrication de moteurs, construction de centrales électriques et usines chimiques. Pour ces essais, le Groupe ZwickRoell propose des solutions modulaires, standard, pour limites d'utilisation en température allant de -80 °C à 1.600 °C et solutions d’essais spécifiques client allant jusqu’à 2.000 °C. Les solutions, complètes, haute température ZwickRoell sont basées sur le concept éprouvé du bâti de charge de la gamme AllroundLine. Un concept d’utilisation modulaire du bâti de charge associé à un large choix de composants haute température permet la combinaison avec des systèmes d’essais individuels, idéalement adaptés aux demandes d’essais de nos clients.

Modularité des systèmes d’essais haute température

Afin de répondre aux différentes exigences réglementaires et exigences client dans l’essai haute température, ZwickRoell propose des systèmes d’essais haute température, modulaires, pour essais de traction, compression et flexion quasi-statiques. La combinaison optimale du système résulte de l'interaction entre les exigences spécifiques du client, telles que la température d'essai, la forme de l'éprouvette, la géométrie et la taille de l’échantillon à tester et les composants utilisés dans le système d’essais. 

Les principaux composants des systèmes haute température sont:

Extensomètre

Selon le matériau de l'éprouvette et le système de chauffage choisi, les extensomètres à contact ou sans contact seront mieux adaptés aux essais haute température. ZwickRoell répond aux différents défis de la mesure de la déformation, grâce à un large choix d’extensomètres. Les problèmes tels que le contact difficile avec l'éprouvette lié à une étroitesse d’accès au système de chauffage, les capteurs sensibles à la température, les conditions d'éclairage inadéquates ou turbulences de l'air font partie du passé.

Systèmes de chauffage

Conformément au matériau testé, les essais haute température sont réalisés à différentes températures. Si la résistance des plastiques ou composites est par exemple testée à des températures inférieures à 250°C, celle des métaux et autres matériaux résistants aux hautes températures est testée bien au-delà de 1000 °C. Grâce au large choix de systèmes de chauffage, les systèmes d'essais haute température ZwickRoell peuvent être utilisés pour toutes les températures jusqu'à 2000 °C.

Systèmes de commutation et de commande

Un contrôle précis de la température éprouvette est un pré-requis à tout essai à haute température. Le système de commutation et de régulation ZwickRoell pour la régulation automatique et indépendante de l'utilisateur de la température éprouvette est conforme aux tolérances de température des normes - sans dépassement ni détermination empirique es paramètres de régulation.

Mesure de la température éprouvette

Pour satisfaire aux exigences très élevées en matière de mesure de température dans les essais haute température, des thermocouples appropriés et un étalonnage fiable de l'ensemble de la chaîne de mesure de température seront nécessaires. Les thermocouples les plus couramment utilisés dans les essais à haute température sont de type N et S. D’autres types destinés à des conditions particulières pourront cependant être utilisés.

Torons de charge

Selon le type d’essai et sa température, les systèmes d’essais haute température ZwickRoell seront équipés de torons de charge métallique ou céramique. Pour un alignement optimal, des unités d’alignement et/ou torons de charge auto-aligneurs pourront être utilisés.

  • Essai de traction: Torons de charge auto-aligneurs en métal ou en céramique
  • Essai de compression: Torons de charge auto-aligneurs en métal avec cage d'inversion ou torons de charge fixe en céramique
  • Essai de flexion: Torons de charge fixes en céramique

Mâchoires

Lors des essais à haute température, les mâchoires doivent non seulement garantir le maintien fiable de l’éprouvette à toutes les températures, mais elles doivent également résister aux charges thermiques et mécaniques. Selon la forme et le matériau de l’éprouvette à tester, des mâchoires de différentes conceptions et matériaux seront utilisées, contribuant ainsi à la souplesse d’utilisation maximale des systèmes d'essais haute température ZwickRoell.

Combinaison standard de systèmes haute température

Le large choix des bâtis de charge, systèmes de chauffage, dispositifs de mesure de la température des éprouvettes, extensomètres et adaptateurs d'éprouvette permet de nombreuses combinaisons de systèmes individuels.

Les combinaisons de systèmes ci-dessous offrent un aperçu de la modularité des systèmes d'essais haute température ZwickRoell.

Avantages et caractéristiques

  • ZwickRoell propose des solutions dans différentes variantes. La température minimale se situe à 200 °C, la température maximale à 2.000 °C.
  • Des fours 1, 2 ou 3 zones avec environnement sous air, sous vide ou milieu gazeux protecteur sont disponibles conformément au matériau à tester.
  • ZwickRoell propose pour ce faire un choix optimal de fours (inclu. contrôleur de température), mâchoires appropriées pour essais de traction et flexion, et extensomètres avec ou sans contact correspondants.
  • Une unité de pivotement intégrée aux fours haute température et extensomètres permet une utilisation confortable de la machine d'essais des matériaux, qui peut alors être utilisée pour les essais à température ambiante sans nécessiter ou presque de re configuration.
  • Grâce à l'utilisation d'un four escamotable divisé verticalement, les tiges de traction utilisées peuvent être aisément insérées et retirées au moyen d'un système à remplacement rapide.
  • Un dispositif de mesure de la température éprouvette comportant jusqu'à trois thermocouples est utilisé pour mesurer la température directement sur l'éprouvette. Cela garantit un essai sous conditions de température conforme à la norme.

Combinaison système 1

Cette solution d'essais est fréquemment utilisée dans l’essai de qualité et est idéale pour tester des géométries et des tailles éprouvette similaires. Outre une utilisation aisée, le dispositif de mesure de la température éprouvette constitue également la base de résultats d'essais fiables et reproductibles.

Aperçu système:

  • Machines d'essais avec réglage de la hauteur de travail pour une ergonomie optimale
  • Fours haute température dans des limites d'utilisation de 200 °C à 1.250 °C
  • Régulateur de température conforme aux normes et indépendant de l'utilisateur pour un contrôle précis de la température éprouvette
  • Mesure de la température éprouvette à distance fixe entre les thermocouples pour des géométries et tailles éprouvette similaires
  • Toron de charge résistant aux hautes températures
  • Mesure de la déformation éprouvette par des extensomètres avec ou sans contact
  • Électronique de pilotage et acquisition testControl II éprouvé
  • Capacité jusqu’à 150 kN

Combinaison système 2

Les différentes tailles et géométries éprouvette exigent des systèmes d'essais flexibles qui fournissent des résultats d'essais fiables. Cette combinaison de systèmes, fréquemment utilisée dans les instituts de recherche et universités, est idéalement adaptée; grâce au dispositif de mesure de la température éprouvette, elle permet de réaliser des essais de flexion et de compression en plus des essais de traction.

Aperçu système:

  • Machines d'essais avec réglage de la hauteur de travail pour une ergonomie optimale
  • Fours haute température avec positionnement réglable en hauteur dans des limites d'utilisation de 200 °C à 1.250 °C
  • Le dispositif de pivotement du four permet également les essais à température ambiante
  • Régulateur de température conforme aux normes et indépendant de l'utilisateur pour un contrôle précis de la température éprouvette
  • Mesure de la température éprouvette à distance variable entre les thermocouples pour différentes géométries et tailles éprouvette
  • Ouvertures de four ajustables adaptées aux différentes variantes de montage des extensomètres et dispositifs de mesure de la température éprouvette
  • Toron de charge résistant aux hautes températures
  • Mesure de la déformation éprouvette par des extensomètres avec ou sans contact
  • Électronique de pilotage et acquisition testControl II éprouvé
  • Capacité jusqu’à 150 kN

Combinaison système 3

Cette solution d'essai particulièrement flexible répond, grâce à sa grande plage de mesure, aux exigences élevées des prestataires d'essais.

Aperçu système:

  • Machines d'essais de sol avec réglage rapide et aisé de la hauteur de travail
  • Fours haute température avec positionnement réglable en hauteur dans des limites d'utilisation de 200 °C à 1.250 °C
  • Le dispositif de pivotement du four permet également les essais à température ambiante
  • Également disponible avec un espace de travail latéral, visant à réduire les tâches de transformation et simplifier le passage des essais à température ambiante vers les essais haute température
  • Régulateur de température conforme aux normes et indépendant de l'utilisateur pour un contrôle précis de la température éprouvette
  • Mesure de la température éprouvette à distance fixe entre les thermocouples pour des géométries et tailles éprouvette similaires
  • Ouvertures de four ajustables adaptées aux différentes variantes de montage des extensomètres et dispositifs de mesure de la température éprouvette
  • Toron de charge résistant aux hautes températures
  • Mesure de la déformation éprouvette par des extensomètres avec ou sans contact
  • Électronique de pilotage et acquisition testControl II éprouvé
  • Grande capacité jusqu’à 250 kN, deuxième capteur de force en option pour les petites plages de force

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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