一種高溫時效爆管試驗爐的制作方法
【專利摘要】一種高溫時效爆管試驗爐，包括筒狀爐體，爐體之外設有外殼，爐體為耐高溫陶瓷材料加工成形燒制而成，在爐體外有0Cr25Al5鐵鉻鋁高合金電阻絲分前Ⅰ、中Ⅱ、后Ⅲ三段均勻地繞制在前部、中部和后部三段位置上，爐體和外殼之間為石棉絲保溫棉保溫層，爐堵材料為大理石；三段電阻絲分別通過三臺PID溫控儀控制溫度，三段電阻絲的電阻值一樣，均為24Ω，每段電阻絲的最大工作電流限定為8A。本實用新型首要的一條就是很容易地實現(xiàn)溫度場均勻一致。高溫時效爆管試驗要求試樣所處的溫度場均勻一致，技術要求溫度梯度≤3℃。用一段電阻絲控溫達不到這樣的試驗要求，采用三段電阻絲實行分段控制，互補同歸的方法，則可容易地實現(xiàn)這一目標。
【專利說明】一種高溫時效爆管試驗爐
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種電熱爐，尤其是涉及一種用于對火電廠超超臨界機組所用超強耐熱鋼進行長時高溫時效試驗、并通過自主產生的高溫高壓蒸汽對超強耐熱鋼管進行蠕脹爆管試驗的高溫時效爆管試驗爐。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有的高溫試驗爐容量小，試驗溫度不高，溫度梯度大，溫度場不均勻，故障率高，往往導致試驗誤差大、試驗結果不理想。隨著電力工業(yè)的迅速發(fā)展，超超臨界機組大量出現(xiàn)，對鍋爐鋼管的技術要求越來越高，對鋼管材料的安全技術監(jiān)督日顯重要，原有的高溫試驗爐已不能滿足現(xiàn)代材料科學研究對高溫時效和爆管試驗的要求。
實用新型內容
[0003]本實用新型所要解決的技術問題，就是提供一種具有容量增大、試驗溫度提高、溫度梯度小、溫度場均勻、連續(xù)工作時間增加、故障率下降、安全工作壽命延長和試驗結果理想等優(yōu)點的高溫時效爆管試驗爐，滿足現(xiàn)代材料科學試驗研究的要求。
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是:
[0005]一種高溫時效爆管試驗爐，包括爐體，其特征是:所述的爐體為筒狀，爐體之外設有外殼，爐體為耐高溫陶瓷材料加工成形燒制而成，在爐體外有0Cr25A15鐵鉻鋁高合金電阻絲分前1、中I1、后III三段均勻地繞制在前部、中部和后部三段位置上，爐體和外殼之間為石棉絲保溫棉保溫層，爐堵材料為大理石。
[0006]所述的管狀爐體尺寸為Φ240X 1150mm，所述的電阻絲直徑為Φ1.5mm，所述的電
阻絲套有小瓷套管以保證絕緣。
[0007]所述的三段電阻絲分別通過三臺PID溫控儀控制溫度，三段電阻絲的電阻值一樣，均為24Ω，每段電阻絲的最大工作電流限定為8A。因為高溫時效爆管試驗要求試樣所處的溫度場均勻一致，技術要求溫度梯度< 3°C，僅采取一段電阻絲達不到這樣的試驗條件，采用三段電阻絲，通過分段控制，互補同歸，即可容易地實現(xiàn)這一目標。三段電阻絲的功率通過相對應的三塊PID溫度控制儀表，自動調整，不斷變化，從而實現(xiàn)對爐溫的控制。
[0008]所述的爐堵結構為剖分式、且外表呈階梯狀的管形，小的外徑配合爐體口。
[0009]爐堵采用大理石加工制作，有令人滿意的保溫效果，而且可以就地取材，加工工藝簡單易行，強度高，工作壽命長，經久耐用，成本低廉，因而被本實用新型所采用。如果采用耐高溫陶瓷材料制作爐堵，其加工工藝復雜，工期長，要求批量生產，非本地制造，價格昂貴，保溫效果沒有明顯優(yōu)勢，因此沒有被選用。
[0010]工作原理
[0011](I)本實用新型為容量增大的三段式電阻加熱爐，電路圖如圖1所示。
[0012](2)根據(jù)電阻器在通電條件下發(fā)出熱量的工作原理，由熱電效應所產生的熱量為:Q=0.24I2RT (卡)[0013](3)根據(jù)能量傳遞規(guī)律，熱量總是從高溫向低溫方向傳播，傳播速度取決于介質的導熱系數(shù)。
[0014](4)三段電阻絲的直徑為Φ1.5mm，滿足輸入較大的工作電流，以產生較高的試驗溫度，延長試驗時間，降低事故率，并通過三臺PID溫控儀，達到溫度梯度符合試驗要求的目的。
[0015](5)優(yōu)質的高強度耐高溫爐體具有較高的導熱系數(shù)，可以快速地將熱量傳送到爐體內的試驗空間。
[0016](6)石棉絲保溫棉具有很低的導熱系數(shù)，用其做成的保溫層可以有效地阻擋熱量傳出爐外。
[0017](7)用大理石制作的爐堵用于阻擋熱量從爐口傳出爐外，其特點厚重，不但保溫，而且經久耐用，見圖3-圖5所示。
[0018]有益效果:
[0019]1、本實用新型的有益效果，首要的一條就是很容易地實現(xiàn)溫度場均勻一致。高溫時效爆管試驗要求試樣所處的溫度場均勻一致，技術要求溫度梯度< 3°C。用一段電阻絲控溫達不到這樣的試驗要求，采用三段電阻絲實行分段控制，互補同歸的方法，則可容易地實現(xiàn)這一目標，這也是本實用新型的獨到創(chuàng)新之處。
[0020]2、本實用新型的又一有益效果是具有很強的抗干擾性。本實用新型利用三塊PID溫控儀表，分別對三段電阻絲的工作電流進行自動控制和調整，實際上就是對三段溫度場的工作溫度進行自動控制和調整，只要我們把三段溫度都設定為同一溫度，通過溫度互補和自主整定，三段溫度將迅速自動地回歸至同一設定溫度，使爐溫和爐溫梯度達到規(guī)定要求。本實用新型的這一功能使之具有很強的抗干擾能力，對外界環(huán)境無論什么原因(如室溫變化、空氣流動、電壓波動、陽光照射、晝夜交替等)引起的爐溫波動，都能及時、自動地得到控制和調整，始終保持爐溫回歸正常。
[0021]3、本實用新型保溫效果良好，使得保溫電流減小，從而降低了輸出功率，同時通過篩選試驗，選用最低工作電流控溫，不但保證了試驗質量和設備安全，而且可大大延長試驗爐的工作壽命。、
[0022]4、本實用新型的設計制造本著節(jié)約的原則，因陋就簡，就地取材，造價成本低廉，同時保證了質量可靠。
[0023]5、本實用新型采用三分段控溫法、構思新穎、結構簡單、程序路線清晰，操作方便，不需手動控制，大大提高了工作效率，降低了勞動強度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為本實用新型的高溫時效爆管試驗爐電路圖；
[0025]圖2為本實用新型的高溫時效爆管試驗爐三段電阻絲繞組示意圖；
[0026]圖3為本實用新型的高溫時效爆管試驗爐剖分式爐堵的結構主視圖；
[0027]圖4為圖3的剖分式爐堵的左視圖；
[0028]圖5為圖3的剖分式爐堵的俯視圖。
【具體實施方式】[0029]如圖1和圖2所示，本實用新型的高溫時效爆管試驗爐，包括筒狀的爐體，爐體之外設有外殼，爐體為耐高溫陶瓷材料加工成形燒制而成，筒狀爐體尺寸為Φ240Χ 1150mm ；在爐體外有0Cr25A15鐵鉻鋁高合金電阻絲分前1、中I1、后III三段均勻地繞制在前部、中部和后部三段位置上，電阻絲直徑為Φ1.5mm,電阻絲穿以小瓷套管以保證絕緣，三段電阻絲分別通過三臺PID溫控儀控制溫度，三段電阻絲的電阻值各為24 Ω，每段電阻絲的最大工作電流限定為8A ;爐體和外殼之間為石棉絲保溫棉保溫層，爐堵材料為大理石，爐堵結構為剖分式、且外表呈中空階梯狀的管形，小的外徑配合爐體口。
[0030]爐體為高溫時效爆管試驗爐的主要部件，用于安置試樣、為試樣提供試驗空間和試驗溫度等。為滿足試驗要求,爐體選用耐高溫、導熱性能好、強度高的優(yōu)質陶瓷材料加工成形燒制而成，電阻絲通電后所產生的熱量可迅速穿過爐體壁傳播到爐體中央空間。
[0031]本實用新型為三段互補自調整電阻加熱爐。
[0032]為了提高試驗爐的試驗溫度和升溫速度，除了提高工作電流外，還必須盡量降低試驗爐的熱量損失，要求試驗爐具有良好的保溫條件。本實用新型選用石棉絲保溫棉作為保溫材料，該材料不但耐高溫，而且具有很低的導熱系數(shù)，可以有效的保住溫度，阻擋熱量傳出爐外。
[0033]進行高溫時效和爆管試驗，是通過手工操作，將試件材料、測溫熱電偶等從爐口整齊有序的放入爐內安裝，然后將爐口封上，防止跑溫。為提高保溫效果并有利于操作方便，本實用新型設計了一套爐堵(見圖3、圖4和圖5)，選擇大理石為材料進行加工，效果良好。
[0034]本實用新型的電源為三相四線，通過PID溫控儀分別和三段電阻絲相連(見圖1)，并通過電源接線柱及安裝板和電路接通。接線柱選用不銹鋼進行加工，安裝板利用云母板制作而成，兩者均具有耐高溫的特性，保證了試驗爐在高溫狀態(tài)下長期正常穩(wěn)定地工作。
[0035]本實用新型通過試驗爐金屬外殼，將各部件如:爐體、電阻絲、石棉絲保溫棉、爐堵、電源接線柱及安裝板等組合裝配而成為一體，外殼尺寸為Φ 600 X 1050mm。
【權利要求】
1.一種高溫時效爆管試驗爐，包括爐體，其特征是:所述的爐體為筒狀，爐體之外設有外殼，爐體為耐高溫陶瓷材料加工成形燒制而成，在爐體外有0Cr25A15鐵鉻鋁高合金電阻絲分前1、中I1、后III三段均勻地繞制在前部、中部和后部三段位置上，爐體和外殼之間為石棉絲保溫棉保溫層，爐堵材料為大理石。
2.根據(jù)權利要求1所述的高溫時效爆管試驗爐，其特征是:所述的筒狀爐體尺寸為Φ 240 X 1150mm，所述的電阻絲直徑為Φ 1.5mm，所述的電阻絲套有小瓷套管以保證絕緣。
3.根據(jù)權利要求2所述的高溫時效爆管試驗爐，其特征是:所述的三段電阻絲分別通過三臺PID溫控儀控制溫度，三段電阻絲的電阻值一樣，均為24 Ω，每段電阻絲的最大工作電流限定為8A。
4.根據(jù)權利要求3所述的高溫時效爆管試驗爐，其特征是:所述的爐堵結構為剖分式、且外表呈階梯狀的管形，小的外徑配合爐體口。
【文檔編號】F27B17/02GK203518587SQ201320430690
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年7月17日 優(yōu)先權日:2013年7月17日
【發(fā)明者】王偉, 王學, 鐘萬里, 史柏海, 史專 申請人:廣東電網(wǎng)公司電力科學研究院, 武漢大學