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文檔簡介
1T/CSEAXXXX—XXXX膜/涂層高溫抗氧化及耐燒蝕性能測試方法本文件規(guī)定了膜/涂層高溫抗氧化及耐燒蝕性能測試方法,包括爐燒加熱抗氧化試驗測試方法、石英燈加熱抗氧化試驗測試方法、感應加熱抗氧化試驗測試方法、電阻加熱抗氧化試驗測試方法、氧-乙炔火焰耐燒蝕試驗測試方法、高速火焰耐燒蝕試驗測試方法、等離子耐燒蝕試驗測試方法和激光耐燒蝕試驗測試方法。本文件適用于金屬、陶瓷、有機物及復合材料膜/涂層的高溫抗氧化及耐燒蝕性能測試。材料樣品以及零件、構件的抗氧化及耐燒蝕性能測試可參照執(zhí)行。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文件,僅該日期對應的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB65373號噴氣燃料GB6819溶解乙炔GB/T1226一般壓力表GB/T3634.1氫氣第1部分工業(yè)氫GB/T3863工業(yè)氧GB/T4842氬GB/T8979純氮、高純氮和超純氮GB/T10067.3電熱裝置基本技術條件第3部分:感應電熱裝置GB/T13283工業(yè)過程測量和控制用檢測儀表和顯示儀表精確度等級GB/T15151頻率計數(shù)器通用規(guī)范GB/T17357設備及管道絕熱層表面熱損失現(xiàn)場測定熱流計法和表面溫度法GB/T18268.1測量、控制和實驗室用的電設備電磁兼容性要求第1部分:通用要求GB/T19826電力工程直流電源設備通用技術條件及安全要求GB/T22264.2安裝式數(shù)字顯示電測量儀表第2部分:電流表和電壓表的特殊要求GB/T25352隔熱隔音材料耐燒穿試驗方法GB/T25922封閉管道中流體流量的測量用安裝在充滿流體的圓形截面管道中的渦街流量計測量流量GB/T30429工業(yè)熱電偶GB/T32201氣體流量計GB/T35141插入式紅外輻射測溫儀技術規(guī)范GB/T42008試驗用變頻電源通用規(guī)范GB/T43602物理氣相沉積多層硬質涂層的成分、結構及性能評價GJB323B燒蝕材料燒蝕試驗方法HG/T3661.2工業(yè)燃氣切割焊接用丙烷JJF2226標準數(shù)字功率表校準規(guī)范QJ2082A激光器總規(guī)范YY/T0756光學和光學儀器激光和激光相關設備激光光束功率(能量)密度分布的試驗方法YS/T1344.3摻錫氧化銦粉化學分析方法第3部分:物相分析X射線衍射分析方法3術語和定義T/CSEAXXXX—XXXX2下列術語和定義適用于本文件。3.1膜/涂層Film/Coating膜是指原子尺度沉積附著在基體表面,厚度一般在納米至毫米級;涂層是指以顆粒狀態(tài)沉積附著在基體表面,通過涂覆、噴涂、電鍍、沉積等工藝形成,厚度通常在微米至毫米級。3.2抗氧化Anti-oxidation膜/涂層在高溫環(huán)境下對空氣或有氧腐蝕作用的抵抗能力。3.3爐燒加熱抗氧化試驗方法Testmethodforfurnace-heatinganti-oxidation以加熱爐為熱源,對膜/涂層氧化性能試驗的方法。3.4石英燈加熱抗氧化試驗方法Testmethodforquartzlampheatinganti-oxidation以石英燈為熱源,對膜/涂層氧化性能試驗的方法。3.5感應加熱抗氧化試驗方法Testmethodforinductionheatinganti-oxidation以渦流感應加熱為熱源,對膜/涂層氧化性能試驗的方法。3.6電阻加熱抗氧化試驗方法Testmethodforresistanceheatinganti-oxidation以外接電源產生焦耳熱為熱源,對膜/涂層氧化性能試驗的方法。3.7循環(huán)式/周期型氧化試驗方法Testmethodforcyclic/periodicanti-oxidation采用本文件3.1規(guī)定的試驗方法,對膜/涂層多次抗氧化試驗,評估膜/涂層的抗氧化性。3.8耐燒蝕Ablationresistance膜/涂層高溫、強烈氣流、輻射等極端條件下,能夠抵抗表面燒蝕和損傷的能力。3.9氧-乙炔耐燒蝕試驗方法Testmethodforoxyacetyleneablationresistance以氧-乙炔火焰為熱源,對膜/涂層耐燒蝕性能試驗方法。3.10高速火焰耐燒蝕試驗方法Testmethodforhighvelocityablationresistance以高速火焰為熱源,對膜/涂層耐燒蝕性能試驗的方法。3.11等離子耐燒蝕試驗方法Testmethodforplasmaablationresistance以等離子火焰為熱源,對膜/涂層耐燒蝕性能試驗的方法。3.12激光耐燒蝕試驗方法Testmethodforlaserablationresistance以激光為熱源,對膜/涂層燒蝕性能試驗的方法。3.13循環(huán)式/周期型耐燒蝕試驗方法Testmethodforcyclic/periodicablation采用本文件3.2規(guī)定的試驗方法,對膜/涂層多次耐燒蝕試驗,評估膜/涂層的耐燒蝕性能。4一般要求4.1試驗儀器a)精密天平:分度值0.1mg;b)游標卡尺:精度0.02mm;c)尖頭千分尺:精度為0.01mm;d)電秒表:精度0.01s;T/CSEAXXXX—XXXX3e)電子掃描顯微鏡:空間分辨率1~3nm;f)X射線衍射儀:2θ角示值誤差在±0.02°。4.2試驗儀器檢定4.2.1熱電偶檢驗應按GB/T30429的規(guī)定執(zhí)行。4.2.2火焰(射流)熱流密度標定程序應按GB/T25352的規(guī)定執(zhí)行。4.2.3感應電熱裝置應按GB/T10067.3的規(guī)定執(zhí)行。4.2.4激光器應按QJ2082A的規(guī)定執(zhí)行。4.2.5激光光束功率(能量)密度應按YY/T0756的規(guī)定執(zhí)行。4.3氣體要求試驗用乙炔純度應按GB6819的規(guī)定執(zhí)行;丙烷純度應按HG/T3661.2的規(guī)定執(zhí)行;氬氣純度應按GB/T4842的規(guī)定執(zhí)行;氮氣純度應按GB/T8979中高純氮的規(guī)定執(zhí)行;氧氣純度應按GB/T3863中99.5%(體積分數(shù))的規(guī)定執(zhí)行;氫氣純度應按GB/T3634.1中優(yōu)等品的規(guī)定執(zhí)行。4.4航空煤油試驗用航空煤油應按GB6537的規(guī)定執(zhí)行。5爐燒加熱抗氧化試驗5.1試驗裝置試驗裝置示意圖見圖1,并應符合下列規(guī)定:a)儀器儀表量程及精度應符合表1的規(guī)定;b)爐膛的均溫區(qū)域(示意圖見圖1紅色虛線區(qū)域)校驗見附錄B中的B.1,試樣外形尺寸或擺放數(shù)量不應超過爐膛均溫區(qū)范圍;c)試樣考核溫度用熱電偶測量,熱電偶使用規(guī)范應按GB/T35141的規(guī)定執(zhí)行,使用前裝入剛玉管保護,離試樣表面上方高度1~3mm處。14-氧氣調節(jié)閥;15-氧氣氣瓶;16-混合氣體(Ar,N2或CO2)氣瓶;17-混合(Ar,N2圖1爐燒加熱抗氧化試驗裝置示意圖T/CSEAXXXX—XXXX4表1儀器儀表量程及精度名稱量程精度熱電偶(0~1600)℃應符合GB/T30429規(guī)范溫度顯示儀(0~9999.9)℃應符合GB/T35141規(guī)范氧氣壓力表(0~1)MPa應符合GB/T1226規(guī)范氧氣減壓閥壓力表(0~25)MPa應符合GB/T1226規(guī)范(0~2.5)MPa應符合GB/T1226規(guī)范混合氣體壓力表(0~1)MPa應符合GB/T1226規(guī)范混合氣體減壓閥門壓力表(0~25)MPa應符合GB/T1226規(guī)范(0~2.5)MPa應符合GB/T1226規(guī)范氣體流量計(0~1.6)m3/h應符合GB/T32201規(guī)范時間控制器(0~999.9)s5.2試驗條件爐燒抗氧化試驗條件應符合表2的規(guī)定。表2爐燒加熱抗氧化試驗條件名稱參數(shù)備注氧氣流量,m3/h0.5~1.6混合氣體流量,m3/h0.5~1.6氧氣壓力,MPa0.6~1混合氣體壓力,MPa0.6~1氣體混合比V(O2):V(混合氣體)=0.2~1抗氧化溫度,℃0~1600抗氧化時間,s600時間可根據(jù)使用要求調整注:根據(jù)抗氧化氣氛要求,混合氣體為Ar,N2或CO2中一種,組成O2+Ar,O2+N2,O2+CO2混合氣體5.3試樣要求5.3.1燒蝕試樣可分為圓片形和方板形。5.3.2試樣形狀可根據(jù)試驗要求調整。圓片狀的試樣直徑宜為?30?..mm,mm,方板形狀試5.3.3每組有效試樣數(shù)量不應少于5個。5.4試驗程序5.4.1爐膛均溫區(qū)標定程序按附錄B.1規(guī)定執(zhí)行。5.4.2使用無水乙醇或非腐蝕性溶劑清潔試樣表面,消除油污及雜質。5.4.3稱量原始試樣質量m1,精確到0.1mg。5.4.4測量原始試樣的厚度b1,精確到0.01mm。5.4.5安裝校準后的熱電偶,與溫控系統(tǒng)連接,確保測溫誤差ΔT≤0.5℃。T/CSEAXXXX—XXXX55.4.6設置目標氧化溫度及時間參數(shù),啟動加熱系統(tǒng)。5.4.7根據(jù)氧化氣氛實驗要求,開啟氧氣、混合氣體閥門,調節(jié)流量至指定值。5.4.8將試樣裝入放置室里,緩慢推入爐膛內,保證試樣處于均溫實驗區(qū)內。5.4.9實時記錄氧化溫度曲線,異常時應立即安全停機。達到設定氧化時間后,依次關閉加熱系統(tǒng)、氣體閥門。重新稱量試樣的質量m2,精確到0.1mg,并測量試樣最低點的厚度b2,精確到0.01mm。5.4.10膜/涂層試樣物相成分應按YS/T1344.3的規(guī)定執(zhí)行。5.4.11膜/涂層試樣化學成分應按GB/T43602的規(guī)定執(zhí)行。5.4.12試驗結果應以每組試樣的算術平均值表示,試樣算術平均值、標準偏差、變異系數(shù)均應取三位有效數(shù)字。5.4.13填寫試驗報告,格式參見表A.1。5.5試驗結果處理5.5.1試樣氧化速率應按公式(1)計算:式中:k—試樣氧化速率,單位為克每秒(g/s);m1—試樣原始質量,單位為克(g);m2—試樣燒蝕后質量,單位為克(g);t—試樣燒蝕時間,單位為秒(s);s—試樣表面積,單位為平方厘米(cm2)。5.5.2試樣氧化速率標準偏差應按公式(2)計算:式中:S—試樣氧化速率標準差;Xi—每個試樣氧化速率,單位為克每秒(g/s);X—每組試樣氧化速率算術平均值,單位為克每秒(g/s);5.5.3試樣線燒蝕率計算公式參考GJB323B。5.5.4試樣質量燒蝕率計算公式參考GJB323B。5.5.5試樣燒蝕率標準偏差計算公式參考GJB323B。5.5.6試樣燒蝕率變異系數(shù)計算公式參考GJB323B。5.5.7試樣絕熱指數(shù)計算公式參考GJB323B。5.5.8試樣絕熱指數(shù)標準差計算公式參考GJB323B。6石英燈加熱抗氧化試驗6.1試驗裝置試驗裝置示意圖見圖2,并應符合下列規(guī)定:T/CSEAXXXX—XXXX6說明:1-時間控制器;2-直流電源;3-金屬水冷框架;4-電極;5-石英燈;6-試樣;7-試樣固定裝置;8-熱電偶;9-溫度顯示儀;10-旋轉進給裝置圖2石英燈加熱抗氧化試驗裝置示意圖a)儀器儀表量程及精度應符合表3的規(guī)定。b)試樣考核溫度用熱電偶測量,熱電偶使用應按GB/T35141的規(guī)定執(zhí)行,預埋于試樣固定底座中,使用前裝入剛玉管保護。表3儀器儀表量程及精度名稱量程精度直流加熱電源(0~100)kW應符合GB/T19826規(guī)范熱流計(0~1000)kW/m2應符合GB/T17357規(guī)范熱電偶(0~1600)℃應符合GB/T30429規(guī)范溫度顯示儀(0~9999.9)℃應符合GB/T13283規(guī)范時間控制器(0~999.9)s6.2試驗條件石英燈抗氧化試驗條件應符合表4的規(guī)定。表4石英燈加熱抗氧化試驗條件名稱參數(shù)備注環(huán)境溫度,℃25石英燈陣面積,cm240×40石英燈管長度,mm400石英燈管直徑,mm10~14石英燈管間距,mm20~100石英燈加載功率,kW熱流密度,kW/m2200~5007抗氧化溫度,℃0~1200試樣與燈架水平距離,cm2~40距離可根據(jù)使用要求進行調整抗氧化時間,s480時間可根據(jù)使用要求進行調整6.3試樣要求6.3.1燒蝕試樣可分為圓片形和平板形。6.3.2試樣形狀可根據(jù)試驗要求調整。圓片狀試樣直徑宜為φ30——..mm,厚度宜為10+—mm,平板狀試樣6.3.3每組有效試樣數(shù)量不應少于5個。6.4試驗程序6.4.1使用無水乙醇或非腐蝕性溶劑清潔試樣表面,消除油污及雜質。6.4.2稱量原始試樣質量m1,精確到0.1mg。6.4.3測量原始試樣的厚度b1,精確到0.01mm。6.4.4接通電極水冷裝置。6.4.5將試樣固定在底座上,并調整位置,使試樣涂層面與石英燈燈架平面保持平行。6.4.6試樣溫度由熱電偶測得,測量前應將熱電偶預埋在底座中,同時采用陶瓷管保護,并與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連。6.4.7設置電源加熱功率和氧化時間等參數(shù),同時啟動直流加熱電源系統(tǒng)。6.4.8啟動運行旋轉進給電機裝置,調整試樣與石英燈的水平距離。6.4.9監(jiān)測并記錄試樣在氧化過程中的溫度示數(shù)變化。6.4.10當氧化時間結束后,關閉電源加熱系統(tǒng),待試樣冷卻至室溫后,取出試樣。6.4.11重新稱量試樣的質量m2,精確到0.1mg,并測量試樣最低點的厚度b2,精確到0.01mm。6.4.12膜/涂層試樣物相成分應按YS/T1344.3的規(guī)定執(zhí)行。6.4.13膜/涂層試樣化學成分應按GB/T43602的規(guī)定執(zhí)行。6.4.14試驗結果應以每組試樣的算術平均值表示,試樣算術平均值、標準偏差、變異系數(shù)均應取三位有效數(shù)字。6.4.15填寫試驗報告,格式參見表A.2。6.5試驗結果處理6.5.1試樣氧化速率應按公式(1)計算。6.5.2試樣氧化速率標準偏差應按公式(2)計算。6.5.3熱流密度應按公式(3)計算。式中:qi—單次熱流密度,單位為瓦每平方米(W/m2);qm—水的質量流量,單位為千克每秒(kg/s);A—水流量熱筒的受熱面積,單位為平方米(m2);Cp—水在室溫時的比熱,單位為焦耳每千克開爾文(J/kg.K);T—冷卻水出口水溫,單位為開爾文(K);T0—冷卻水入口水溫,單位為開爾文(K)。6.5.4熱流密度標準偏差應按公式(4)計算:T/CSEAXXXX—XXXX8式中:sq—試樣熱流密度標準偏差;q1—每個試樣的熱流密度,單位為瓦每立方平米(W/m2);q—每組試樣的絕熱指數(shù)算術平均值,單位為瓦每立方平米(W/m2)。6.5.5試樣質量燒蝕率計算公式參考GJB323B。6.5.6試樣線燒蝕率計算公式參考GJB323B。6.5.7試樣燒蝕率標準偏差計算公式參考GJB323B。6.5.8試樣燒蝕率變異系數(shù)計算公式參考GJB323B。6.5.9試樣絕熱指數(shù)計算公式參考GJB323B。6.5.10試樣絕熱指數(shù)標準差計算公式參考GJB323B。7感應加熱抗氧化試驗7.1試驗裝置試驗裝置示意圖見圖3,并應符合下列規(guī)定:說明:1-試樣固定裝置;2-試樣;3-紅外測溫儀;4-溫度顯示儀;5-感應線圈;6-壓力表;7-交流電源;8-水冷裝置;9-頻率計圖3感應加熱抗氧化試驗裝置示意圖a)儀器儀表量程及精度應符合表5的規(guī)定。b)紅外測溫儀的校準見附錄B.2。c)試樣表面溫度用紅外測溫儀測量,測溫儀用支架固定并懸于試樣上方,測溫角度與試樣法向角度不大于45°。T/CSEAXXXX—XXXX9表5儀器儀表量程及精度名稱量程精度紅外測溫儀(1000~3200)℃應符合GB/T35141規(guī)范(500~1000)℃應符合GB/T35141規(guī)范溫度顯示儀(0~9999.9)℃應符合GB/T13283規(guī)范交流電源(0~100)kW應符合GB/T42008規(guī)范頻率計(0~300MHz)應符合GB/T15151規(guī)范≥300MHz冷卻壓力表(0~1.6)MPa應符合GB/T1226規(guī)范時間控制器(0~999.9)s應符合0.1s規(guī)范7.2試驗條件感應加熱氧化試驗條件應符合表6的規(guī)定。表6感應加熱抗氧化試驗條件名稱參數(shù)備注環(huán)境溫度,℃25頻率,kHz30~100最大加熱電流,A50~400抗氧化溫度,℃0~1600抗氧化時間,s600時間可根據(jù)使用要求進行調整7.3試樣要求7.3.1燒蝕試樣應為圓柱狀。7.3.2試樣形狀可根據(jù)試驗要求調整。圓柱狀的試樣直徑宜為?30?..mm,mm。7.3.3每組有效試樣數(shù)量不應少于5個。7.4試驗程序7.4.1使用無水乙醇或其他溶劑擦拭試樣表面,去除油污、灰塵等雜質。7.4.2稱量原始試樣質量m1,精確到0.1mg。7.4.3測量原始試樣的厚度b1,精確到0.01mm。7.4.4將試樣一端固定在樣品固定裝置上。7.4.5啟動感應加熱系統(tǒng)配套水冷裝置。7.4.6在試樣上方固定好紅外測溫裝置,并與實時溫度監(jiān)測系統(tǒng)建立數(shù)據(jù)連接。7.4.7設定感應加熱功率參數(shù)后啟動交流電源,持續(xù)監(jiān)測并記錄氧化時間。7.4.8試驗終止后依次關閉加熱系統(tǒng)及輔助冷卻裝置。7.4.9待試樣冷卻至室溫后,取下試樣,稱量試驗后試樣的質量m2,精確到0.1mg,測量試樣最低點的厚度b2,精確到0.01mm。7.4.10試驗結果應以每組試樣的算術平均值表示,試樣算術平均值、標準偏差、變異系數(shù)均應取三位有效數(shù)字。7.4.11填寫試驗報告,格式參見表A.3。7.5試驗結果處理7.5.1試樣氧化速率應按公式(1)計算。7.5.2試樣氧化速率標準偏差應按公式(2)計算。7.5.3試樣線燒蝕率計算公式參考GJB323B。7.5.4試樣質量燒蝕率計算公式參考GJB323B。7.5.5試樣燒蝕率標準偏差計算公式參考GJB323B。7.5.6試樣燒蝕率變異系數(shù)計算公式參考GJB323B。7.5.7試樣絕熱指數(shù)計算公式參考GJB323B。7.5.8試樣絕熱指數(shù)標準差計算公式參考GJB323B。8電阻加熱抗氧化試驗8.1試驗裝置試驗裝置見圖4,并應符合下列規(guī)定:說明:1-試樣固定裝置;2-銅電極;3-試樣;4-溫度顯示儀;5-紅外測溫儀;6-加熱電源圖4電阻加熱抗氧化試驗裝置示意圖a)儀器儀表量程及精度應符合表7的規(guī)定。b)紅外測溫儀的校準見附錄B.2。c)試樣表面溫度用紅外測溫儀測量,測溫儀用支架固定懸于試樣上方,測溫角度與試樣法向角度不大于45°。表7儀器儀表量程及精度名稱量程精度紅外測溫儀(1000~3200)℃應符合GB/T35141規(guī)范(500~1000)℃應符合GB/T35141規(guī)范溫度顯示儀(0~9999.9)℃應符合GB/T13283規(guī)范功率表(0~100)kW應符合JJF2226規(guī)范冷卻水流量計(0~100)m3/h應符合GB/T25922規(guī)范T/CSEAXXXX—XXXX8.2電阻加熱抗氧化試驗條件電阻加熱法抗氧化試驗條件應符合表8的規(guī)定。表8電阻加熱抗氧化試驗條件名稱參數(shù)備注環(huán)境溫度,℃25電流,A0~100功率,kW0~100通電截面面積,mm250~1000通電跨度,mm30~100抗氧化溫度,℃0~1700抗氧化時間,s600燒蝕時間可根據(jù)使用要求進行調整8.3試樣要求8.3.1燒蝕試樣為圓柱形或板條形。8.3.2試樣形狀可根據(jù)試驗要求調整。圓柱狀的試樣直徑宜為?30?..mm,mm,長板狀的試8.3.3每組有效試樣數(shù)量不少于5個。8.4試驗程序8.4.1使用無水乙醇或其他溶劑擦拭試樣表面,去除油污、灰塵等雜質。8.4.2稱量原始試樣的質量m1,精確到0.1mg。8.4.3測量原始試樣的厚度b1,精確到0.01mm。8.4.4將試樣固定在銅制電極兩端。8.4.5啟動循環(huán)水冷裝置。8.4.6將紅外測溫裝置固定在試樣正上方,并接入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。8.4.7設置電流和功率參數(shù),啟動加熱電源。8.4.8完成氧化試驗后,記錄氧化時間和溫度參數(shù)變化。待試樣考核完成后,按順序關閉控制柜電源和水冷系統(tǒng)。8.4.9待試樣冷卻至室溫后,稱量試驗后試樣的質量m2,精確到0.1mg,測量試樣最低點的厚度b1,精確到0.01mm。8.4.10膜/涂層試樣物相成分應按YS/T1344.3的規(guī)定執(zhí)行。8.4.11膜/涂層試樣化學成分應按GB/T43602的規(guī)定執(zhí)行。8.4.12試驗結果應以每組試樣的算術平均值表示,試樣算術平均值、標準偏差、變異系數(shù)均應取三位有效數(shù)字。8.4.13填寫試驗報告,格式參見表A.4。8.5試驗結果處理8.5.1試樣氧化速率應按公式(1)計算。8.5.2試樣氧化速率標準偏差應按公式(2)計算。8.5.3試樣線燒蝕率計算公式參考GJB323B。8.5.4試樣質量燒蝕率計算公式參考GJB323B。8.5.5試樣燒蝕率標準偏差計算公式參考GJB323B。8.5.6試樣燒蝕率變異系數(shù)計算公式參考GJB323B。T/CSEAXXXX—XXXX8.5.7試樣絕熱指數(shù)計算公式參考GJB323B。8.5.8試樣絕熱指數(shù)標準差計算公式參考GJB323B。9氧-乙炔火焰耐燒蝕試驗9.1試驗裝置試驗裝置示意圖見圖5,并應符合下列規(guī)定:說明:1-試樣固定裝置;2-氧乙炔噴槍;3-氧氣流量計;4-氧氣壓力表;5-減壓閥;6-乙炔壓力表;7-乙炔流量計;8-溫度顯示儀;9-熱電偶;10-試樣;11-紅外測溫儀;12-溫度顯示儀;13-氧氣調節(jié)閥;14-氧氣氣瓶;15-乙炔氣瓶;16-乙炔調節(jié)閥門圖5氧乙炔火焰耐燒蝕試驗裝置示意圖a)儀器儀表量程及精度應符合表9的規(guī)定。b)氧乙炔燒蝕水冷火焰噴嘴的直徑為?6+—..mm。c)試樣背面溫度用熱電偶測量,熱電偶使用規(guī)范按GB/T35141的規(guī)定執(zhí)行,使用前裝入剛玉管保護,保證熱電偶與試樣良好接觸。d)試樣表面溫度用紅外測溫儀測量,測溫儀用支架固定懸于試樣上方,測溫角度與試樣法向角度不大于45°。表9儀器儀表量程及精度名稱量程精度時間控制器(0~999.9)s氧氣壓力表(0~1)MPa應符合GB/T1226規(guī)范氧氣減壓閥門(0~25)MPa應符合GB/T1226規(guī)范(0~2.5)MPa應符合GB/T1226規(guī)范乙炔壓力表(0~0.25)MPa應符合GB/T1226規(guī)范乙炔減壓閥壓力表(0~2.5)MPa應符合GB/T1226規(guī)范(0~0.25)MPa應符合GB/T1226規(guī)范流量計(0.16~1.6)m3/h應符合GB/T32201規(guī)范溫度顯示儀(0~9999.9)℃應符合GB/T13283規(guī)范熱電偶(0~1600)℃應符合GB/T30429規(guī)范紅外測溫儀(1000~3200)℃應符合GB/T35141規(guī)范(500~1000)℃應符合GB/T35141規(guī)范9.2試驗條件氧-乙炔火焰耐燒蝕試驗條件應符合表10的規(guī)定。表10氧-乙炔火焰耐燒蝕試驗條件名稱參數(shù)備注環(huán)境溫度,℃25火焰熱流密度(氧乙炔MW/m21.2~4.1火焰沖擊速度,m/s100~300氧氣流量,m3/h0.6~1.3乙炔流量,m3/h0.1~0.6氧氣,乙炔混合比0.5~1.4氧氣壓力,kPa400乙炔壓力,kPa95試樣初始表面到火焰噴嘴距離,mm10~30試樣表面溫度,℃1000~3200燒蝕時間,s600燒蝕時間可根據(jù)使用要求進行調整火焰燒蝕角度,°噴嘴直徑,mm9.3試樣要求9.3.1燒蝕試樣為圓片狀。9.3.2試樣形狀可根據(jù)試驗要求調整。圓片狀的試樣直徑宜為?30?..mm,mm。9.3.3每組有效試樣數(shù)量不少于5個。9.4試驗程序9.4.1使用無水乙醇或其他溶劑擦拭試樣表面,去除油污、灰塵等雜質,以避免影響氧化效果。9.4.2測量試樣的初始厚度b1,精確到0.01mm。9.4.3稱量試樣的初始質量m1,精確到0.1mg。9.4.4打開水冷系統(tǒng)并啟動循環(huán)水流,確保流量在試驗要求范圍內。9.4.5啟動氧氣和乙炔減壓閥,調節(jié)至試驗所需的壓強范圍。T/CSEAXXXX—XXXX9.4.6將試樣放入循環(huán)水冷卻的試樣盒中,安裝熱電偶于試樣背面中心,連接數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),記錄燒蝕過程中的背面溫度變化。9.4.7在試樣正上方安裝校準后的紅外測溫裝置,并與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連,實時記錄燒蝕過程中試驗對表面溫度的變化。9.4.8設置燒蝕的時間和溫度參數(shù)。9.4.9調整氧氣和乙炔的流量至試驗規(guī)定范圍,然后點燃燒蝕槍。9.4.10啟動程序,燒蝕槍會自動旋轉至設定的燒蝕位置進行試驗。9.4.11記錄試樣背面溫度從室溫升高到目標考核溫度所需的時間。9.4.12試驗結束后,燒蝕槍(或試樣盒)返回初始位置,停止燒蝕并記錄燒蝕時間。9.4.13燒蝕完成后,停止設備運行,依次關閉乙炔減壓閥、氧氣減壓閥和控制柜電源開關,10分鐘后,關閉水冷系統(tǒng)和紅外測溫槍。9.4.14待試樣冷卻至室溫后,精確稱量試驗后的試樣質量m1,精度到0.1mg,并測量試樣最低點的厚度b2,精度到0.01mm。9.4.15膜/涂層試樣物相成分應按YS/T1344.3的規(guī)定執(zhí)行。9.4.16膜/涂層試樣化學成分應按GB/T43602的規(guī)定執(zhí)行。9.4.17試驗結果應以每組試樣的算術平均值表示,試樣算術平均值、標準偏差、變異系數(shù)均應取三位有效數(shù)字。9.4.18填寫試驗報告,格式參見表A.5。9.5試驗結果處理9.5.1熱流密度應按公式(3)計算。9.5.2熱流密度標準偏差應按公式(4)計算。9.5.3氣體介質速度應按公式(5)計算:式中:V0—氣體介質速度,單位為米每秒(m/s);pstag.—無流量時駐點壓力,單位為帕斯卡(Pa);pch—靜態(tài)壓力,單位為帕斯卡(Pa);Po—氣體介質密度,單位為千克每立方米(kg/m3)9.5.4試樣質量燒蝕率計算公式參考GJB323B。9.5.5試樣線燒蝕率計算公式參考GJB323B。9.5.6試樣燒蝕率標準偏差計算公式參考GJB323B。9.5.7熱流密度應按公式(3)計算。9.5.8熱流密度標準偏差應按公式(4)計算。9.5.9試樣燒蝕率變異系數(shù)計算公式參考GJB323B。9.5.10試樣絕熱系數(shù)計算公式參考GJB323B。9.5.11試樣絕熱指數(shù)標準差計算公式參考GJB323B。10高速火焰耐燒蝕試驗10.1試驗裝置試驗裝置示意圖見圖6,并應符合下列規(guī)定:T/CSEAXXXX—XXXX說明:1-氧氣流量計;2-氧氣壓力表;3-減壓閥;4-可燃氣體壓力表(丙烷、天然氣等);5-可燃氣體流量計;6-航空煤油液體流量計;7-液體泵;8-航空煤油瓶;9-高速火焰噴槍;10-試樣固定裝置;11-氧氣調節(jié)閥;12-氧氣氣瓶;13-可燃氣體氣瓶(丙烷、天然氣等);14-可燃氣體氣瓶調節(jié)閥;15-溫度顯示儀;16-紅外測溫儀;17-試樣;18-熱電偶;19-溫度顯示儀圖6高速火焰耐燒蝕裝置示意圖a)儀器儀表量程及精度應符合表11的規(guī)定。b)高速火焰燒蝕水冷火焰噴嘴的直徑為?10+—..mm。c)試樣背面溫度用熱電偶進行測量,熱電偶使用規(guī)范按GB/T35141的規(guī)定執(zhí)行,使用前裝入剛玉管保護,保證熱電偶與試樣良好接觸。d)試樣表面溫度用紅外測溫儀測量,測溫儀用支架固定懸于試樣上方,測溫角度與試樣法向角度不大于45°。表11儀器儀表量程及精度名稱量程精度時間控制器(0~999.9)s氧氣壓力表(0~1)MPa應符合GB/T1226規(guī)范氧氣減壓閥門(0~25)MPa應符合GB/T1226規(guī)范(0~2.5)MPa應符合GB/T1226規(guī)范可燃氣體壓力表(0~0.25)MPa應符合GB/T1226規(guī)范可燃氣體減壓閥壓力表(0~2.5)MPa應符合GB/T1226規(guī)范(0~0.25)MPa應符合GB/T1226規(guī)范流量計(0.16~1.6)m3/h應符合GB/T32201規(guī)范溫度顯示儀(0~9999.9)℃應符合GB/T13283規(guī)范熱電偶(0~1600)℃應符合GB/T30429規(guī)范紅外測溫儀(1000~3200)℃應符合GB/T35141規(guī)范(500~1000)℃應符合GB/T35141規(guī)范10.2高速火焰耐燒蝕試驗條件高速火焰耐燒蝕試驗條件應符合表12的規(guī)定。表12高速火焰耐燒蝕試驗條件名稱參數(shù)備注環(huán)境溫度,℃25火焰熱流密度,MW/m210~50火焰沖擊速度,m/s1500~2100氧氣流量,m3/h50~65丙烷可燃氣體流量,m3/h0~0.161航空煤油流量,m3/h0~0.06氧氣,燃料混合比1.5~3.5氧氣壓力,MPa燃料壓力,MPa燒蝕距離,mm100~500試樣表面溫度,℃1000~3200燒蝕時間,s600燒蝕時間可根據(jù)使用要求進行調整火焰燒蝕角度,°噴嘴直徑,mm10.3試樣要求10.3.1燒蝕試樣為圓片狀。10.3.2試樣形狀可根據(jù)試驗要求調整。圓片狀的試樣直徑宜為?30?..mm,厚度為1~mm。10.3.3每組有效試樣數(shù)量不少于5個。10.4試驗程序10.4.1使用無水乙醇或其他溶劑擦拭試樣表面,去除油污、灰塵等雜質,以避免影響氧化效果。10.4.2測量試樣的初始厚度b1,精確到0.01mm。10.4.3稱量試樣的初始質量m1,精確到0.1mg。10.4.4啟動水冷系統(tǒng),并調整循環(huán)水流量至試驗要求的范圍。10.4.5將試樣放置在通有循環(huán)水的水冷試樣盒內,并在試樣背面中心位置安裝熱電偶用于溫度測量。10.4.6將熱電偶與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接,實時記錄燒蝕過程中背面溫度的變化。10.4.7在試樣正上方安裝校準后的紅外測溫裝置,并與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連,實時記錄燒蝕過程中試驗給表面溫度的變化。10.4.8調整試樣表面與火焰噴嘴之間的距離,并設置燒蝕角度。10.4.9設定燒蝕時間和溫度參數(shù)。T/CSEAXXXX—XXXX10.4.10安裝紅外測溫槍,并將其定位在試樣的中心區(qū)域進行溫度測量。10.4.11分別調節(jié)氧氣和煤油或丙烷和氧氣的流量至試驗要求的范圍,然后點燃燒蝕槍。10.4.12按下啟動按鈕,燒蝕槍會根據(jù)設定的程序自動旋轉至燒蝕位置并開始燒蝕試樣。10.4.13記錄試樣背面溫度從室溫升高至目標考核溫度所需的時間。10.4.14實驗結束后,燒蝕槍(或試樣盒)返回初始位置,停止燒蝕,記錄燒蝕總時間。10.4.15所有試樣燒蝕完成后,停機熄火,按順序關閉燃料罐減壓閥、氧氣減壓閥和控制柜電源。10分鐘后,關閉水冷系統(tǒng)和紅外測溫槍。10.4.16試樣冷卻至室溫后,稱量燒蝕后的試樣質量m2,精確到0.1mg,測量試樣最低點的厚度b2,精確到0.01mm。10.4.17膜/涂層試樣物相成分應按YS/T1344.3的規(guī)定執(zhí)行。10.4.18膜/涂層試樣化學成分應按GB/T43602的規(guī)定執(zhí)行。10.4.19試驗結果應以每組試樣的算術平均值表示,試樣算術平均值、標準偏差、變異系數(shù)均應取三位有效數(shù)字。10.4.20填寫實驗報告,格式參見表A.6。10.5試驗結果處理10.5.1試樣質量燒蝕率計算公式參考GJB323B。10.5.2試樣線燒蝕率計算公式參考GJB323B。10.5.3試樣燒蝕率標準偏差計算公式參考GJB323B。10.5.4熱流密度應按公式(3)計算。10.5.5熱流密度標準偏差應按公式(4)計算。10.5.6試樣燒蝕率變異系數(shù)計算公式參考GJB323B。10.5.7試樣絕熱系數(shù)計算公式參考GJB323B。10.5.8試樣絕熱指數(shù)標準差計算公式參考GJB323B10.5.9氣體介質速度應按公式(5)計算。11等離子耐燒蝕試驗11.1試驗裝置試驗裝置示意圖見圖7,并應符合下列規(guī)定:a)儀器儀表量程及精度應符合表13的規(guī)定。b)電弧等離子燒蝕用水冷火焰噴嘴的直徑為?8+—..mm。c)試樣背面溫度用熱電偶進行測量,熱電偶使用規(guī)范按GB/T35141的規(guī)定執(zhí)行,使用前裝入剛玉管保護,保證熱電偶與試樣良好接觸。d)試樣表面溫度用紅外測溫儀測量,測溫儀用支架固定懸于試樣上方,測溫角度與試樣法向角度不大于45°。T/CSEAXXXX—XXXX說明:1-主氣流量計(Ar);2-主氣壓力表(Ar);3-減壓閥;4-輔氣壓力表(He或H2);5-輔氣流量計(He或H2);6-等離子電源;7-冷卻水閥門;8-水冷機;9-等離子噴槍;10-熱電偶;11-溫度顯示儀;12-主氣調節(jié)閥;13-主氣氣瓶;14-輔氣氣瓶;15-輔氣調節(jié)閥;16-氣體管理中心;17-溫度顯示儀;18-試樣;19-固定裝置圖7等離子耐燒蝕試驗裝置示意圖表13儀器儀表量程及精度名稱量程精度時間控制器(0~999.9)s熱電偶(0~1600)℃應符合GB/T30429溫度顯示儀(0~9999.9)℃應符合GB/T13283功率表(0~200)kW應符合JJF2226規(guī)范電流顯示器(0~800)A應符合GB/T22264.2規(guī)范電壓顯示器(0~450)V應符合GB/T22264.2規(guī)范壓力表0~1MPa應符合GB/T1226規(guī)范氮氣減壓閥壓力表0~25MPa應符合GB/T1226規(guī)范0~2.5MPa應符合GB/T1226規(guī)范流量計1.6~16m3/h應符合GB/T32201規(guī)范紅外測溫儀(1000~3200)℃應符合GB/T35141規(guī)范(500~1000)℃應符合GB/T35141規(guī)范流量計(0.2~1.2)m3/h應符合GB/T25922規(guī)范11.2等離子耐燒蝕試條件等離子耐燒蝕試驗條件應符合表14的規(guī)定。T/CSEAXXXX—XXXX表14等離子耐燒蝕試驗條件名稱參數(shù)備注環(huán)境溫度,℃25熱流密度,MW/m210~100直流電源加熱功率,kW40~100電弧電壓,V電弧電流,A550電極間距,mm3.3~4.0主氣壓力,MPa0.5~2.5輔氣壓力,MPa0.5~2.5主氣流量,m3/h3~6輔助氣流量,m3/h0.25~0.5冷卻水壓力,MPa火焰噴嘴與試樣表面距離,mm3~10試樣表面溫度,℃1000~3200燒蝕角度,°燒蝕時間,s600燒蝕時間可根據(jù)使用要求進行調整噴嘴直徑,mm11.3試樣要求11.3.1燒蝕試樣為圓片狀。11.3.2試樣形狀可根據(jù)試驗要求調整。圓片狀的試樣直徑宜為?30?..mm,mm。11.3.3每組有效試樣數(shù)量不少于5個。11.4試驗程序11.4.1使用無水乙醇或其他溶劑擦拭試樣表面,去除油污、灰塵等雜質,以避免影響氧化效果。11.4.2測量試樣的原始厚度b1,精確到0.01mm。11.4.3稱量試樣的原始質量m1,精確到0.1mg。11.4.4將試樣放置在通有循環(huán)水的水冷試樣盒內,并在試樣背面中心位置安裝熱電偶用于溫度測量。將熱電偶與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接,實時記錄燒蝕過程中背面溫度的變化。11.4.5在試樣正上方安裝校準后的紅外測溫裝置,并與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連,實時記錄燒蝕過程中試驗對表面溫度的變化。11.4.6調節(jié)試樣表面到噴嘴的距離,并設置燒蝕角度。11.4.7啟動冷卻水泵,調整水泵壓強及水路壓強到規(guī)定值。11.4.8根據(jù)考核要求打開等離子激發(fā)氣體減壓閥(Ar,H2等),使壓力表指示達到規(guī)定壓強。11.4.9引弧檢查,如沒有弧圈出現(xiàn),重新調整電極間距,直至有弧圈出現(xiàn)。11.4.10按試驗要求輸給加熱器規(guī)定氣體流量。11.4.11按接啟動按鈕,高頻引弧開始試驗,記錄空載電壓值、等離子弧電壓值、等離子弧電流值。11.4.12燒蝕槍會根據(jù)設定的程序自動旋轉至燒蝕位置并開始燒蝕試樣。11.4.13記錄試樣背面溫度從室溫升高的溫度和所用的時間。T/CSEAXXXX—XXXX11.4.14實驗結束后,燒蝕槍(或試樣盒)返回初始位置,停止燒蝕,記錄燒蝕總時間。11.4.15全部試樣試驗完畢,熄弧,按順序關閉氣源、電源、水源。11.4.16待試樣冷卻到室溫后,稱量試驗后試樣的質量m2,精確到0.1mg。測量試驗后試樣最低點的厚度b2,精確到0.01mm。11.4.17膜/涂層試樣物相成分應按YS/T1344.3的規(guī)定執(zhí)行。11.4.18膜/涂層試樣化學成分應按GB/T43602的規(guī)定執(zhí)行。11.4.19試驗結果應以每組試樣的算術平均值表示,試樣算術平均值、標準偏差、變異系數(shù)均應取三位有效數(shù)字。11.4.20填寫試驗報告,格式參見表A.7。11.5試驗結果處理11.5.1試樣質量燒蝕率計算公式參考GJB323B。11.5.2試樣線燒蝕率計算公式參考GJB323B。11.5.3試樣燒蝕率標準偏差計算公式參考GJB323B。11.5.4熱流密度應按公式(3)計算。11.5.5熱流密度標準偏差應按公式(4)計算。11.5.6試樣燒蝕率變異系數(shù)計算公式參考GJB323B。11.5.7試樣絕熱系數(shù)計算公式參考GJB323B。11.5.8試樣絕熱指數(shù)標準差計算公式參考GJB323B。11.5.9氣體介質速度應按公式(5)計算。12激光耐燒蝕試驗12.1試驗裝置試驗裝置示意圖見圖8,并應符合下列規(guī)定:說明:1-進給電機;2-聚焦鏡;3-反射鏡;4-激光槍;5-激光電源/溫度顯示儀;6-熱電偶;7-溫度顯示儀;8-紅外測溫儀圖8激光耐燒蝕試驗裝置示意圖a)儀器儀表量程及精度應符合表15的規(guī)定。T/CSEAXXXX—XXXXb)試樣背面溫度用熱電偶進行測量,熱電偶使用規(guī)范按GB/T35141的規(guī)定執(zhí)行,使用前裝入剛玉管保護,保證熱電偶與試樣良好接觸。c)試樣表面溫度用紅外測溫儀測量,測溫儀用支架固定懸于試樣上方,測溫角度與試樣法向角度不大于45°。表15儀器儀表量程及精度名稱量程精度時間控制器(0~999.9)s熱電偶(0~1600)℃應符合GB/T30429規(guī)范溫度顯示儀(0~9999.9)℃應符合GB/T13283規(guī)范功率表(0~80)kW應符合JJF2226規(guī)范紅外測溫儀(1000~3200)℃應符合GB/T35141規(guī)范(500~1000)℃應符合GB/T35141規(guī)范電源功率(0~2000)W應符合QJ2082A規(guī)范12.2激光燒蝕試驗條件激光耐燒蝕試驗條件應符合表16的規(guī)定。表16激光耐燒蝕試驗條件名稱參數(shù)備注環(huán)境溫度,℃25功率密度,W/cm2104~109激光波長,nm激光脈寬,s10-9~10-15光斑直徑,mm4~12試樣表面溫度,℃(1000~3200)℃燒蝕角度,°燒蝕時間,s30燒蝕時間可根據(jù)使用要求進行調整12.3試樣要求12.3.1燒蝕試樣為圓片狀。12.3.2試樣形狀可根據(jù)試驗要求調整。圓片狀的試樣直徑宜為?30?..mm,mm。12.3.3每組有效試樣數(shù)量不少于5個。12.4試驗程序12.4.1使用無水乙醇或其他溶劑擦拭試樣表面,去除油污、灰塵等雜質,以避免影響氧化效果。12.4.2測量試樣的原始厚度b1,精確到0.01mm。12.4.3稱量試樣的原始質量m1,精確到0.1mg。12.4.4打開試驗裝置水冷系統(tǒng)。12.4.5將試樣放置在通有循環(huán)水的水冷試樣盒內,并在試樣背面中心位置安裝熱電偶用于溫度測量。將熱電偶與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接,實時記錄燒蝕過程中背面溫度的變化。T/CSEAXXXX—XXXX12.4.6在試樣正上方安裝校準后的紅外測溫裝置,并與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連,實時記錄燒蝕過程中試驗給表面溫度的變化。12.4.7設定燒蝕時間和溫度參數(shù)。12.4.8打開激光器電源,同時設置激光器功率參數(shù)。12.4.9按動樣品桿轉動控制按鈕,樣品自動旋轉到燒蝕位置,對試樣進行燒蝕。12.4.10記錄試樣表面/背面溫度從室溫升高到穩(wěn)定溫度所用的時間。12.4.11燒蝕試驗達到規(guī)定時間后,記錄燒蝕考核時間。待全部試樣考核完畢,按順序關閉控制柜電源開關及水冷系統(tǒng)。12.4.12待試樣冷卻到室溫后,稱量試驗后試樣的質量m2,精確到0.1mg。12.4.13測量試驗后試樣最低點的厚度b2,精確到0.01mm。12.4.14膜/涂層試樣物相成分應按YS/T1344.3的規(guī)定執(zhí)行。12.4.15膜/涂層試樣化學成分應按GB/T43602的規(guī)定執(zhí)行。12.4.16試驗結果應以每組試樣的算術平均值表示,試樣算術平均值、標準偏差、變異系數(shù)均應取三位有效數(shù)字。12.4.17填寫試驗報告,格式參見表A.8。12.5試驗結果處理12.5.1試樣質量燒蝕率計算公式參考
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