專利名稱：用于膨脹防火涂料現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的電爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于鋼結(jié)構(gòu)防火涂料檢測(cè)技術(shù)，涉及對(duì)用于膨脹防火涂 料現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的電爐的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
測(cè)試膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料防火性能主要按IS0834和GB9978標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)定的足尺寸鋼梁型工件臥式爐耐火極限方法。為了檢測(cè)工程現(xiàn)場(chǎng)用膨 脹防火涂料的品質(zhì)，有以下四種方法
1、 "國家防火建材質(zhì)檢中心"釆用了從工程工件上刮取涂層粉末后， 置于坩堝內(nèi)用箱式電爐測(cè)量其膨脹性能的方法；
2、 北京出臺(tái)了地方標(biāo)準(zhǔn)DBJ01-616-2004，從工程現(xiàn)場(chǎng)刮取涂層粉末 后取樣置于坩堝內(nèi)在75(TC焙燒5分鐘，測(cè)量膨脹倍率；
3、 "國家防火建材質(zhì)檢中心"還曾經(jīng)采用從工程現(xiàn)場(chǎng)抽取防火涂料 料漿制備60cmm 90cm長(zhǎng)的36b工字鋼梁，在標(biāo)準(zhǔn)大爐內(nèi)測(cè)量背溫的辦法 檢查工程用防火涂料的質(zhì)量。
4、 還有直接用噴燈噴燒從工程用料中抽取的料漿樣品涂覆于鋼板上 的干膜，觀察涂層膨脹狀況的辦法。
上述方法的缺點(diǎn)是IS0834和GB9978標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的足尺寸鋼梁型工件 臥式爐耐火極限方法每次至少需要制備一根5-6米長(zhǎng)的36b或40b標(biāo)準(zhǔn) 工字鋼梁。從涂覆涂料到養(yǎng)護(hù)完成至少需要2-6個(gè)月，所有費(fèi)用加起來 不少于2萬元。對(duì)耐火極限高的工程可能需要3萬元以上。無論從時(shí)間 周期還是費(fèi)用都不具備實(shí)際操作可行性。對(duì)比較小的工程，例如造價(jià)io 萬元或以下的工程更加不現(xiàn)實(shí)。即使采用60cmm 90cm長(zhǎng)的工字鋼梁的辦 法，也需要2個(gè)月以上的周期，費(fèi)用也不低于萬元。
北京地方標(biāo)準(zhǔn)的坩堝法不能檢測(cè)出涂料的真實(shí)防火性能。原因在于: 按照坩堝法標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定對(duì)"超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料"膨脹倍率不小于10倍。 且不說膨脹倍率與膨脹防火涂料的防火性能并不高度一致(因?yàn)榉阑鹦?能受膨脹體的化學(xué)和物理兩方面因素的影響)；而且由于國內(nèi)許多廠家了 解坩堝法只在一個(gè)固定溫度焙燒5min，因此在配方中加入大量的氨基樹
脂和發(fā)氣劑，在短時(shí)間焙燒中可以達(dá)到io倍膨脹倍率。但按照標(biāo)準(zhǔn)曲線 升溫，30min以后膨脹體將燒蝕得所剩無幾，防火性能幾乎蕩然無存。另 外一種情況是有的廠家用較低分子量的樹脂和催化劑，大量添加發(fā)氣成 分，不添加高溫增強(qiáng)劑。這種涂料成本很低，在坩堝法中可以獲得很好 的結(jié)果，但是由于該方法不能暴露下述問題，即附著在鋼構(gòu)件上的涂層 膨脹體懸臂，在標(biāo)準(zhǔn)火場(chǎng)中膨脹體將會(huì)在30min以后發(fā)生脫落，而失去 防火作用，所以坩堝法的結(jié)果與膨脹防火涂料的防火性能是非常不一致 的兩個(gè)概念。以北京為例，地方標(biāo)準(zhǔn)DBJ01-161-2004 "建筑防火涂料(板) 工程設(shè)計(jì)、施工與驗(yàn)收規(guī)范"已經(jīng)執(zhí)行兩年，工程質(zhì)量情況并沒有改善。 至于噴燈法，由于環(huán)境的溫度、空氣流動(dòng)狀況諸多因素的影響，加 上方法所限造成被測(cè)試件大量的散熱，結(jié)果既沒有很好的再現(xiàn)性又不能 模擬型式檢驗(yàn)足尺寸鋼梁的結(jié)果，也不能作為防火涂料工程現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控 制檢驗(yàn)的定量手段。總體看，目前急需一種能夠短周期、快速、準(zhǔn)確評(píng) 定工程用"膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料"質(zhì)量，最好能夠與國家認(rèn)證檢驗(yàn)結(jié) 果對(duì)照的的方法。
北京航空材料研究院于2004年第二屆全國鋼結(jié)構(gòu)防火技術(shù)研討會(huì)發(fā) 表的名稱為《超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料原材料與涂料水平》中公開了一種 小型試驗(yàn)電爐，使用該電爐試驗(yàn)膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的防火性能時(shí)， 能比較準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)防火涂料的防火性能。其缺點(diǎn)是試樣是臥式安裝在 爐體上方，試樣的受火面和背火面均為64cm2。面積為1:1,所以散熱速 度比較快。在國家型式檢驗(yàn)和中型耐火極限梁爐測(cè)試時(shí)，鋼梁三面受火， 僅上面一個(gè)表面散熱。國家型式檢驗(yàn)用鋼梁受熱面積與散熱面積比例大 約為9:1。因此，試驗(yàn)中，該電爐的最終背溫遠(yuǎn)低于國家型式檢驗(yàn)和中型 耐火極限梁爐測(cè)試時(shí)的最終背溫，對(duì)于評(píng)價(jià)人員的專業(yè)經(jīng)驗(yàn)要求很高， 不利于準(zhǔn)確、快捷地作出評(píng)價(jià)，也難以推廣使用。對(duì)于防火性能接近的 膨脹型涂料也難以做出精確的區(qū)分。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提出 一種使試樣能獲得形狀特征與國家型式 檢驗(yàn)和中型耐火極限梁爐測(cè)試時(shí)結(jié)果接近的背溫-時(shí)間曲線的電爐，不但 大大降低了對(duì)于評(píng)價(jià)人員的專業(yè)經(jīng)驗(yàn)的要求，便于推廣使用，而且能更 加精確地區(qū)分防火性能接近的膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料質(zhì)量的細(xì)微差別，
從而能準(zhǔn)確、快捷地對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的膨脹防火涂料作出評(píng)價(jià)。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是用于膨脹防火涂料現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的電爐，包 括由耐火材料制造的爐體6和爐蓋7,在爐體6的內(nèi)腔底面上安裝有加熱 體5，在爐膛中上部有2支爐溫?zé)犭娕?，其輸出端引線從爐體6的側(cè)壁 引出孔引出，在爐膛上部有背溫?zé)犭娕?，其輸出端引線從爐蓋7引出， 其特征在于，
(1) 爐體6的內(nèi)腔水平截面為矩形，其長(zhǎng)度A-50 - 300mm，其寬度 B-50~ 300咖；
(2) 在爐膛中間有一塊耐火材料制造的托磚4，托磚4的安裝關(guān)系 為下述情況之一其兩端插置在爐膛兩側(cè)爐壁上的凹槽內(nèi)；或者放置在 一個(gè)固定在爐壁上的耐熱金屬托架上；
(3) 有一個(gè)散熱芯片1，它是由鋼質(zhì)材料或者耐熱合金材料制造的 矩形板，其長(zhǎng)度L=47 ~ 297咖，比爐體6的內(nèi)腔長(zhǎng)度小1~3咖，其髙度 H-50~ 300mm，其厚度t-2 15鵬，在散熱芯片1的中間有一個(gè)平行于高 度H的、貫通其厚度t但不貫通高度H的背溫?zé)犭娕及惭b槽9，背溫?zé)犭?偶8位于該安裝槽9內(nèi)；
(4 )所說的爐蓋7為下述結(jié)構(gòu)之一爐蓋7由兩塊尺寸相同的矩形 蓋板組成；爐蓋7由一塊整板組成，在爐蓋7的中間有一道貫通槽；
(5 )散熱芯片1立置在托磚4的上表面，散熱芯片1的上邊緣伸入 到兩塊蓋板的對(duì)合縫中或者伸入到爐蓋7中間的貫通槽內(nèi)。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是本實(shí)用新型的的試驗(yàn)電爐使試樣能獲得形狀 特征與國家型式檢驗(yàn)和中型耐火極限梁爐測(cè)試時(shí)結(jié)果接近的背溫-時(shí)間 曲線，不但大大降低了對(duì)于評(píng)價(jià)人員的專業(yè)經(jīng)驗(yàn)的要求，便于推廣使用。 而且能更加精確地區(qū)出分防火性能接近的膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料質(zhì)量的 細(xì)微差別，從而能準(zhǔn)確、快捷地對(duì)膨脹防火涂料作出評(píng)價(jià)。
附困說明
圖l是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中，2是試片，位于散熱芯片l 的兩側(cè)，放置在托磚4的上表面。
圖2是

圖1的左視圖。圖3是本實(shí)用
新型中散熱芯片l的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。參見圖l、 2、 3，本^新型的
電爐，包括由耐火材料制造的爐體6和爐蓋7，在爐體6的內(nèi)腔底面上安
裝有加熱體5，在爐膛中上部有爐溫?zé)犭娕?,其輸出端引線從爐體6的
側(cè)壁引出孔引出，在爐膛上部有背溫?zé)犭娕?，其輸出端引線從爐蓋7引 出，其特征在于，
(1) 爐體6的內(nèi)腔水平截面為矩形，其長(zhǎng)度A-50 300mm，其寬度 B=50~ 300mm;
(2) 在爐膛中間有一塊耐火材料制造的托磚4，托磚4的安裝關(guān)系 為下述情況之一其兩端插置在爐膛兩側(cè)爐壁上的凹槽內(nèi)；或者放置在 一個(gè)固定在爐壁上的耐熱金屬托架上；
(3) 有一個(gè)散熱芯片1，它是由鋼質(zhì)材料或者耐熱合金材料制造的 矩形板，其長(zhǎng)度L=47~ 297ram,比爐體6的內(nèi)腔長(zhǎng)度小1 ~ 3mm，其厚度 t=2~15mm，在散熱芯片1的中間有一個(gè)平行于高度H的、貫通其厚度t 但不貫通高度H的背溫?zé)犭娕及惭b槽9，背溫?zé)犭娕?位于該安裝槽9內(nèi)； 所以選擇L=47~ 297ram是為了保證散熱芯片能順利地放入、取出又不會(huì) 使端面直接裸露在爐膛火場(chǎng)中。
(4) 所說的爐蓋7為下述結(jié)構(gòu)之一爐蓋7由兩塊尺寸相同的矩形 蓋板組成；爐蓋7由一塊整板組成，在爐蓋7的中間有一道貫通槽；
(5 )散熱芯片1立置在托磚4的上表面，散熱芯片1的上邊緣伸入 到兩塊蓋板的對(duì)合縫中或者伸入到爐蓋7中間的貫通槽內(nèi)。
由于以下兩個(gè)原因，托磚4上表面以上的爐膛容積為整個(gè)爐膛容積 的2%~40%。 一是因?yàn)橥写u上表面以上的容積比率直接影響到程序儀根據(jù) 爐溫信號(hào)反饋給出的加熱體輸出功率大小，有可能影響測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確 性；二是因?yàn)槿绻写u太低，位于爐膛下方的加熱體放出的強(qiáng)烈輻射熱 會(huì)直接灼燒到防火涂層，也可能使試驗(yàn)結(jié)果失真。
托磚4的長(zhǎng)度不小于爐體6內(nèi)腔的長(zhǎng)度A，托磚4的寬度為20~ 120mm，厚度為20 - 80mm。因?yàn)橥写u除了作為試片和散熱芯片的安裝支撐 外，另外一個(gè)重要作用是代替型式檢驗(yàn)和中型梁爐測(cè)試時(shí)鋼梁下緣表面 的防火涂層，防止安放在爐膛下方的加熱體放出的強(qiáng)烈輻射熱直接灼燒 沒有防火涂層的試片和散熱芯片的下端，并避免從涂層的非厚度方向向 試片和涂層傳輸熱量。所以托磚選擇的長(zhǎng)度不小于試片和散熱芯片的長(zhǎng) 度。托磚的寬度和厚度根據(jù)涂層的厚度不同而變化。
對(duì)于涂層干膜厚度較大的試片，為了保證涂料有足夠的膨脹空間，
需要選擇大尺寸的爐膛；為了保證同樣足夠的熱通量，必需加大加熱體 輸出的功率，為了減少底電爐加熱體的功率密度，可以在托磚4下表面 以下的爐膛四周的爐壁上安裝有加熱體5。
試驗(yàn)時(shí)，將兩塊試片2放在托磚4上，位于散熱芯片1的兩側(cè)，用 鐵絲捆綁或者夾子夾持固定即可。
實(shí)施例。
例1，
(1)爐體6內(nèi)腔的長(zhǎng)度A-230mm，寬度B-230mm;
(2 )托磚4的寬度為90mm，厚度為65mm。托磚4放置在一個(gè)耐熱 金屬托架上。
(3) 散熱芯片1由有抗氧化層的普通碳鋼制造，其長(zhǎng)度L-225mm， 其高度H-180鵬，其厚度t-8mm。背溫?zé)犭娕及惭b槽9的深度為135rmn。
(4) 爐蓋7為兩塊230mmx 115mm、厚度65mm的矩形蓋板組成。
例2，
(1)爐體6內(nèi)腔的長(zhǎng)度A-150mm，寬度B-150mm;
(2 )托磚4的寬度為60mm，厚度為35mm。長(zhǎng)度為200mm,兩端插入 爐膛兩側(cè)壁內(nèi)的方孔。
(3) 散熱芯片1由有抗氧化性能好的黑色耐熱合金制造，其長(zhǎng)度 L=147mm,其高度H-120mm，其厚度t-5mm。背溫?zé)犭娕及惭b槽9的深度 為90mm。
(4) 爐蓋7為兩塊150mmx:72mm、厚度65mm的矩形蓋板組成。
例3,
(1)爐體6內(nèi)腔的長(zhǎng)度A=82mm,寬度B=82mm;
(2 )托磚4的寬度為20mm，厚度為20im。托磚4放置在一個(gè)耐熱 金屬托架上。
(3) 散熱芯片1由有抗氧化層的普通碳鋼制造，其長(zhǎng)度L-80mm,其 高度H=80mm,其厚度t=3mm。背溫?zé)犭娕及惭b槽9的深度為60mm。
(4) 爐蓋7為兩塊115x55mm、厚度65mm的矩形蓋板組成。
權(quán)利要求1、用于膨脹防火涂料現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的電爐，包括由耐火材料制造的爐體[6]和爐蓋[7]，在爐體[6]的內(nèi)腔底面上安裝有加熱體[5]，在爐膛中上部有2支爐溫?zé)犭娕糩3]，其輸出端引線從爐體[6]的側(cè)壁引出孔引出，在爐膛上部有背溫?zé)犭娕糩8]，其輸出端引線從爐蓋[7]引出，其特征在于，(1)爐體[6]的內(nèi)腔水平截面為矩形，其長(zhǎng)度A＝50～300mm，其寬度B＝50～300mm；(2)在爐膛中間有一塊耐火材料制造的托磚[4]，托磚[4]的安裝關(guān)系為下述情況之一其兩端插置在爐膛兩側(cè)爐壁上的凹槽內(nèi)；或者放置在一個(gè)固定在爐壁上的耐熱金屬托架上；(3)有一個(gè)散熱芯片[1]，它是由鋼質(zhì)材料或者耐熱合金材料制造的矩形板，其長(zhǎng)度L＝47～297mm，比爐體[6]的內(nèi)腔長(zhǎng)度小1～3mm，其高度H＝50～300mm，其厚度t＝2～15mm，在散熱芯片[1]的中間有一個(gè)平行于高度H的、貫通其厚度t但不貫通高度H的背溫?zé)犭娕及惭b槽[9]，背溫?zé)犭娕糩8]位于該安裝槽[9]內(nèi)；(4)所說的爐蓋[7]為下述結(jié)構(gòu)之一爐蓋[7]由兩塊尺寸相同的矩形蓋板組成；爐蓋[7]由一塊整板組成，在爐蓋[7]的中間有一道貫通槽；(5)散熱芯片[1]立置在托磚[4]的上表面，散熱芯片[1]的上邊緣伸入到兩塊蓋板的對(duì)合縫中或者伸入到爐蓋[7]中間的貫通槽內(nèi)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電爐，其特征在于，托磚[4]上表面以上 的爐膛容積為整個(gè)爐膛容積的2%~40%。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電爐，其特征在于，托磚[4]的長(zhǎng)度 不小于爐體[6]內(nèi)腔的長(zhǎng)度A,托磚[4]的寬度為20~120mm，厚度為20 ~ 80mm。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電爐，其特征在于，在托磚[4]下表 面以下的爐膛四周的爐壁上安裝有加熱體[5]。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電爐，其特征在于，在托磚[4]下表面以 下的爐膛四周的爐壁上安裝有加熱體[5]。
專利摘要本實(shí)用新型屬于鋼結(jié)構(gòu)防火涂料檢測(cè)技術(shù)，涉及對(duì)用于膨脹防火涂料現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)電爐的改進(jìn)。它包括爐體6和爐蓋7，加熱體5，爐溫?zé)犭娕?，背溫?zé)犭娕?，其特征在于，爐體6的內(nèi)腔水平截面為矩形；在爐膛中間有一塊耐火材料制造的托磚4；有一個(gè)散熱芯片1，它立置在托磚4的上表面，散熱芯片1的上邊緣伸入到兩塊蓋板的對(duì)合縫中或者伸入到爐蓋7中間的貫通槽內(nèi)。本實(shí)用新型的的試驗(yàn)電爐可以使試樣獲得形狀特征與國家型式檢驗(yàn)和中型耐火極限梁爐測(cè)試時(shí)接近的背溫-時(shí)間曲線，不但大大降低了對(duì)于評(píng)價(jià)人員的專業(yè)經(jīng)驗(yàn)的要求，便于推廣使用。而且能更加精確地區(qū)出分防火性能接近的膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料質(zhì)量的細(xì)微差別，從而能準(zhǔn)確、快捷地對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的膨脹防火涂料做出評(píng)價(jià)。
文檔編號(hào)G01N37/00GK201072420SQ20062017532
公開日2008年6月11日 申請(qǐng)日期2006年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月21日
發(fā)明者孔小弟, 華 師, 風(fēng) 李, 熊家錦, 裘陸道, 馬道貞 申請(qǐng)人:中國航空工業(yè)第一集團(tuán)公司北京航空材料研究院