Высокотемпературные испытательные системы

В таких сферах деятельности, как моторостроение, строительство электростанций, силовых установок, а также в химической промышленности решающее значение имеет поведение материала при повышенной температуре (до 2 000 °C и более). Для таких испытаний группа компаний ZwickRoell предлагает стандартные модульные решения (температурный диапазон от -80 °C до 1.600 °C), а также решения по спецификации заказчиков (температура до 2.000 °C). Высокотемпературные комплексные решения фирмы ZwickRoell базируются на зарекомендовавшей себя концепции нагружающей рамы AllroundLine. Универсальный модульный дизайн нагружающей рамы в сочетании с большим разнообразием высокотемпературных компонентов позволяет индивидуально составлять испытательные системы, оптимально согласованные с требованиями наших заказчиков.

Модульная структура высокотемпературных испытательных систем

Для того, чтобы соответствовать различным требованиям стандартов и заказчиков, фирма ZwickRoell предлагает модульные высокотемпературные системы для квазистатических испытаний на растяжение, сжатие и изгиб. Оптимальная системная комбинация складывается из сочетания специфических требований заказчиков (например, температура испытания, форма, геометрия и размеры испытываемых образцов) и используемых в испытательной системе компонентов. 

Решающие компоненты в высокотемпературных испытательных системах:

Экстензометр

В зависимости от материала образцов и выбранной системы нагрева, лучше всего для высокотемпературных испытаний подходят либо контактные, либо бесконтактные экстензометры. Благодаря большому выбору экстензометров, фирма ZwickRoell отвечает различным требованиям в области измерения продольной деформации. Все связанные с этим проблемы (затрудненный контакт с образцом из-за ограниченного доступа к системе нагрева, чувствительные к температуре датчики, недостаточная подсветка или завихрения воздуха) остались в прошлом.

Системы нагрева

В зависимости от материала образцов, высокотемпературные испытания проводятся в различных диапазонах температур. Пластмассы или композитные материалы испытывают на термоустойчивость уже при температуре менее 250 °C. Для металлов и других термоустойчивых материалов важными являются температуры значительно выше 1.000 °C. Благодаря большому выбору различных систем нагрева, на испытательных системах фирмы ZwickRoell можно достичь температуры до 2.000 °C.

Распределительная и регулирующая система

Точное регулирование температуры образца является основой для каждого высокотемпературного испытания. Распределительная и регулирующая система фирмы ZwickRoell для автоматического и не зависимого от оператора регулирования температуры образца надежно выдерживает нормативные температурные допуски - без сильных колебаний и необходимости эмпирического определения параметров регулирования.

Измерение температуры образца

Требования к измерению температуры в процессе высокотемпературного испытания очень высоки, для соответствия им необходимо наличие подходящих термопар и надежной калибровки всей цепи измерения температуры. Самые популярные термопары в области высокотемпературных испытаний - тип N и S. Однако, при особых обстоятельствах, используются также и альтернативные типы.

Линия нагружения

В зависимости от типа и температуры испытаний, высокотемпературные системы фирмы ZwickRoell оснащаются металлическими или керамическими линиями нагружения. Для оптимальной соосности применяются выравнивающие модули или самовыравнивающиеся линии нагружения.

  • Испытание на растяжение: самовыравнивающаяся линия нагружения в металлическом или керамическом исполнении
  • Испытание на сжатие: самовыравнивающаяся линия нагружения из металла с реверсивным сепаратором или фиксированная линия нагружения в керамическом исполнении
  • Испытание на изгиб: фиксированная линия нагружения в керамическом исполнении

Захваты

Захваты в процессе высокотемпературного испытания должны не только обеспечивать надежное удержание образца при любых температурах, но и сами выдерживать высокие термические и механические нагрузки. В зависимости от формы и материала образцов, применяются захваты в различных исполнениях и из различных материалов, что также обеспечивает максимальную универсальность высокотемпературных испытательных систем фирмы ZwickRoell.

Стандартные комбинации высокотемпературных систем

Из разнообразия нагружающих рам, систем нагрева, средств измерения температуры образцов, экстензометров и захватов можно составлять многочисленные индивидуальные системные комбинации.

Приведенные ниже примерные системные комбинации характеризуют модульность высокотемпературных испытательных систем фирмы ZwickRoell.

Преимущества и признаки

  • Фирма ZwickRoell предлагает различные варианты решений. Минимальная температура составляет 200 °C, максимальная - до 2.000 °C.
  • В зависимости от испытываемого материала, можно выбрать 1-, 2- или 3-зонную печь с воздушной, вакуумной средой или средой инертного газа.
  • Решения фирмы ZwickRoell отличаются оптимально согласованностью печей (с регуляторами температуры), подходящих захватов для испытаний на растяжение и изгиб и соответствующих контактных и бесконтактных экстензометров.
  • Поворотные механизмы для высокотемпературных печей и экстензометров обеспечивают эргономическое проведение работ на машине и возможность использования той же машины для испытаний при комнатной температуре.
  • Благодаря применению составной печи, используемые тяги можно легко вводить и извлекать с помощью системы быстрой замены.
  • Для измерения температуры непосредственно на образце используется соответствующее измерительное устройство с термопарами (в количестве до трех). Это обеспечивает нормативное проведение испытаний под воздействием температуры.

Системная комбинация 1

Это решение часто используется в области контроля качества и идеально подходит для испытаний образцов с одинаковыми геометрией и размерами. Фиксированное приспособление для измерения температуры образца не только обеспечивает простоту в управлении, но и гарантирует надежность и сходимость результатов испытаний.

Системный обзор:

  • Настольная испытательная машина с адаптируемой настройкой рабочей высоты для оптимальной эргономики
  • Высокотемпературная печь, работающая в диапазоне от 200 °C до 1.250 °C
  • Соответствующий стандартам и не зависимый от оператора терморегулятор для точного регулирования температуры образца
  • Измерение температуры образца с фиксированным расстоянием между термопарами для образцов с однотипными геометрией и размерами
  • Устойчивая к высоким температурам линия нагружения
  • Измерение деформации образца с помощью бесконтактного или контактного экстензометра
  • Зарекомендовавшая себя измерительная, управляющая и регулирующая электроника testControl II
  • Диапазон усилия до 150 кН

Системная комбинация 2

Различные размеры и геометрия образцов требуют наличия универсальных испытательных систем, выдающих надежные результаты испытаний. Эта системная комбинация, часто используемая в исследовательских учреждениях и университетах, идеальна для данных целей; благодаря переменному устройству для измерения температуры образца, она позволяет проводить испытания не только на растяжение, но и на сжатие и изгиб.

Системный обзор:

  • Настольная испытательная машина с адаптируемой настройкой рабочей высоты для оптимальной эргономики
  • Высокотемпературная печь с регулируемым по высоте позиционированием, работающая в диапазоне от 200 °C до 1.250 °C
  • Поворотный механизм печи позволяет также проводить испытания при комнатной температуре
  • Соответствующий стандартам и не зависимый от оператора терморегулятор для точного регулирования температуры образца
  • Измерение температуры образца с переменным расстоянием между термопарами для образцов с различными геометрией и размерами
  • Переменные отверстия печи для различных вариантов монтажа экстензометров и приспособлений для измерения температуры образца
  • Устойчивая к высоким температурам линия нагружения
  • Измерение деформации образца с помощью бесконтактного или контактного экстензометра
  • Зарекомендовавшая себя измерительная, управляющая и регулирующая электроника testControl II
  • Диапазон усилия до 150 кН

Системная комбинация 3

Это крайне гибкое решение отвечает высоким требованиям поставщиков услуг в сфере испытаний, т.к. подходит не только для самых разных образцов и испытаний, но и работает в увеличенном диапазоне усилия.

Системный обзор:

  • Напольная испытательная машина с простой и быстрой адаптацией рабочей высоты
  • Высокотемпературная печь с регулируемым по высоте позиционированием, работающая в диапазоне от 200 °C до 1.250 °C
  • Поворотный механизм печи позволяет также проводить испытания при комнатной температуре
  • Также предлагается вариант с боковой рабочей зоной, чтобы не заниматься переоборудованием и проводить простую смену с испытаний при комнатной температуре на высокотемпературные испытания и обратно.
  • Соответствующий стандартам и не зависимый от оператора терморегулятор для точного регулирования температуры образца
  • Измерение температуры образца с переменным расстоянием между термопарами для образцов с различными геометрией и размерами
  • Переменные отверстия печи для различных вариантов монтажа экстензометров и приспособлений для измерения температуры образца
  • Устойчивая к высоким температурам линия нагружения
  • Измерение деформации образца с помощью бесконтактного или контактного экстензометра
  • Зарекомендовавшая себя измерительная, управляющая и регулирующая электроника testControl II
  • Большой диапазон усилия (до 250 кН), второй датчик силы для малых диапазонов усилия в качестве опции

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.

Подходящее оборудование для высокотемпературных испытаний(8)

вверх