بخش 4

۴–۱–۱ دستگاه آزمون باید بتواند شرایط تعیین شده در بند ۷–۱ را تأمین نماید. یک طرح نمونه وار از کوره در پیوست ب داده شده است. طرحهای دیگری از کوره نیز ممکن است به کار روند.

۴–۱–۲ همه ابعاد داده شده در شرح دستگاه آزمون، مقادیر اسمی هستند، مگر اینکه رواداریها¹ مشخص شده باشد.

۴–۱–۳ دستگاه باید شامل کوره ای مرکب از لوله نسوز باشد که به وسیله یک سیم پیچ حرارتی احاطه شده و در محیطی عایق محصور شده است. یک تثبیت کننده جریان هوا به شکل مخروطی باید از پایین به پایه کوره و یک سپر هوا² به بالای آن وصل شود.

۴–۱–۴ کوره باید روی پایه ای سوار شود و به یک نگهدارنده آزمونه و وسیله ای برای قراردادن نگهدارنده آزمونه در داخل کوره مجهز باشد.

۴–۱–۵ ترموکوپلها به صورتی که در بند ۴–۴ مشخص شده است، باید برای اندازه گیری دمای کوره و دمای دیواره کوره استفاده شوند. اگر به اندازه گیری دمای سطح و مرکز آزمونه نیز نیاز باشد، باید از تعداد بیشتری ترموکوپل استفاده شود که مشخصات آنها در پیوست پ ارائه شده است. برای اندازه گیری دمای کوره در طول محور مرکزی آن باید از حسگر حرارتی مشخص شده در بند ۴–۵ استفاده شود.

۴–۲–۱ لوله کوره باید از یک ماده نسوز آلومینا مطابق با آنچه که در جدول ۱ مشخص شده است، با چگالی ای برابر ۲۸۰۰ ± ۳۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب ساخته شود. ارتفاع لوله کوره ۱۵۰ ± ۱ میلی متر، قطر داخلی آن ۷۵ ± ۱ میلی متر، و ضخامت دیواره آن باید برابر با ۱۰ ± ۱ میلی متر باشد.

۴–۲–۲ لوله کوره باید در مرکز یک محفظه ساخته شده از ماده ای عایق به ارتفاع ۱۵۰ میلی متر و ضخامت دیواره ۱۰ میلی متر نصب شود و به وسیله دو صفحه بالایی و پایینی که برای قرار گرفتن دو انتهای لوله کوره دارای تورفتگی پله ای می باشند، در جای خود تثبیت شود. فضای خالی استوانه ای بین لوله ها باید با ماده عایق مناسبی پر شود. به عنوان نمونه یک مثال در پیوست (ب) ارائه شده است.

¹ Tolerances
² Draught shield (یک قسمت استوانه ای کوچک که در بالای کوره قرار گرفته و از ایجاد اغتشاش جلوگیری می کند)

۴–۲–۳ یک تثبیت کننده جریان هوا به شکل مخروطی با انتهای باز به طول ۵۰۰ میلی متر باید به زیر کوره وصل شود که قطر داخلی آن بطور یکنواخت از (۷۵ ± ۱) میلی متر در بالا به (۱۰ ± ۰/۵) میلی متر در پایین کاهش می یابد. تثبیت کننده باید از ورقه فولادی به ضخامت یک میلی متر که وجه داخلی آن سطح صافی داشته باشد، ساخته شود. اتصال بین تثبیت کننده و کوره باید کاملاً هوابند بوده، و سطح داخلی آن صاف باشد. نیمه فوقانی تثبیت کننده باید از بیرون با ماده عایق مناسبی پوشیده شود. یک مثال در پیوست ب ارائه شده است.

۴–۲–۴ یک سپر هوا از جنس همان ماده ای که مخروط تثبیت کننده ساخته شده، باید در بالای کوره نصب شود. ارتفاع آن باید ۵۰ میلی متر بوده، قطر داخلی (۷۵ ± ۱) میلی متر داشته باشد. سپر هوا و اتصال آن به بالای کوره باید دارای سطح داخلی صافی باشند و سطح خارجی آنها باید با ماده عایق مناسبی پوشیده شده باشد. برای نمونه، به مثال ارائه شده در پیوست ب مراجعه کنید.

۴–۲–۵ مجموعه کوره، تثبیت کننده مخروطی شکل و سپر هوا باید روی یک چارچوب افقی مناسب قرار گیرند که دارای یک پایه و صفحات محصور کننده می باشد. این صفحات، جریان هوا در اطراف انتهای پایینی مخروط تثبیت کننده را کاهش می دهند. ارتفاع صفحات محصور کننده باید ۵۵۰ میلی متر باشد و انتهای پایینی مخروط تثبیت کننده باید ۲۵۰ میلی متر بالاتر از کف قاب باشد.

۴–۳–۱ نگهدارنده آزمونه باید مطابق با مشخصات ارائه شده در شکل ۱ باشد و از نیکل – کروم یا سیم فولادی مقاوم در برابر حرارت ساخته شود. یک صفحه توری ریز بافت فلزی از جنس فولاد مقاوم در برابر حرارت باید در کف نگهدارنده گذاشته شود. جرم نگهدارنده باید ۱۵ ± ۲ گرم باشد.

۴–۳–۲ نگهدارنده آزمونه باید بتواند از انتهای پایینی یک لوله فولادی ضد زنگ با قطر خارجی ۶ میلی متر و قطر داخلی ۴ میلی متر آویزان شود.

۴–۳–۳ نگهدارنده آزمونه باید با یک وسیله جایگذاری مناسب برای پایین آوردن آن تدارک دیده شود، به طوری که بتوان آن را با دقت و بدون تکان در طول محور کوره هدایت کرد تا مرکز هندسی نمونه در طی آزمون در مرکز هندسی کوره قرار گیرد. وسیله جایگذاری باید شامل یک میله لغزنده فلزی باشد که بتواند آزادانه در داخل یک میله قائم راهنما که در کنار کوره است، حرکت کند.

۴–۳–۴ نگهدارنده آزمونه برای مواد پرکننده باید بصورت استوانه ای باشد و دارای همان ابعاد خارجی آزمونه باشد (قسمت ۵–۱ را ببینید) و باید از تور ریز بافت سیمی از جنس فولاد مقاوم در برابر حرارت، مشابه با توری به کار رفته در کف نگهدارنده معمولی مشخص شده در بند ۴–۳–۱، ساخته شده باشد. این نگهدارنده باید یک انتهای باز در بخش بالا داشته باشد. جرم نگهدارنده نباید متجاوز از ۳۰/۰ گرم باشد.

۴–۴–۱ از ترموکوپلها با سیم به قطر ۰/۳ میلی متر و قطر خارجی ۱/۵ میلی متر باید استفاده شود. اتصال گرم باید عایق بوده، فاقد اتصال زمین باشد. ترموکوپلها باید از نوع K یا N باشند. آنها باید مطابق با استاندارد EN 60584-2 از دسته ۱ باشند. ماده پوسته ای باید از جنس فولاد ضدزنگ یا آلیاژی بر پایه نیکل باشد.

۴–۴–۲ همه ترموکوپلهای جدید قبل از استفاده باید به منظور کاهش خاصیت انعکاس بطور مصنوعی فرسوده شوند.

۴–۴–۳ ترموکوپل کوره باید به نحوی در کوره قرار داده شود که اتصال گرم آن به مقدار (۱۰ ± ۰/۵) میلی متر از دیواره لوله فاصله داشته و در ارتفاع معادل مرکز هندسی لوله کوره باشد (شکل ۲ را ببینید). محل ترموکوپل ممکن است با استفاده از اهرم تنظیم مکان، نشان داده شده در شکل ۳ تنظیم شود و باید در محل صحیح آن به کمک دو عدد صفحه سوراخدار وصل شده به سپر هوا نگهداشته شود.

۴–۴–۴ جزئیات هریک از ترموکوپلهای اضافی مورد نیاز و مکان مربوط به آنها در پیوست پ داده شده است.

od.۵۱؛ od.۶؛ od.۴؛ ۱؛ Ts؛ Tc؛ i.d.۴۶؛ ۵۷؛ ۵۰؛ ۲؛ ۲۵؛ A؛ ۳×۱/۵؛ ۱/۵؛ ≅۳۰°؛ od.۴۸؛ ۲؛ A–A

۱– لوله فولاد ضدزنگ
۲– قطر روزنه توری ۰/۹ و قطر سیم ۰/۴ میلی متر
$T_c$ ترموکوپل مرکز آزمونه
$T_s$ ترموکوپل سطح آزمونه

یادآوری: استفاده از Tc و Ts اختیاری است.

شکل ۱: نگهدارنده آزمونه

۱؛ ۲؛ ۳؛ ۴؛ ۵؛ Tf؛ Tc؛ Ts؛ ∅۱/۵؛ ∅۲؛ ۱۰±۰/۵؛ ۵۰±۲؛ ۱۵؛ $\varnothing45^{+0}_{-2}$؛ ∅۷۵±۱

۱– دیواره کوره
۲– نصف ارتفاع منطقه با دمای ثابت
۳– ترموکوپلهای پوشش دار
۴– حفره با قطر ۲ میلی متر
$T_f$ ترموکوپل کوره
$T_c$ ترموکوپل مرکز آزمونه
$T_s$ ترموکوپل سطح آزمونه

یادآوری: استفاده از $T_c$ و $T_s$ اختیاری است.

شکل ۲– محل نسبی کوره، نمونه و ترموکوپل

حسگر حرارتی باید از ترموکوپل نوع تعیین شده در بندهای ۴–۴–۱ و ۴–۴–۲ ساخته شود و به یک استوانه مسی به قطر (۱۰ ± ۰/۲) میلی متر و ارتفاع (۱۵ ± ۰/۲) میلی متر لحیم شود.

برای سهولت مشاهده شعله پایدار و حفظ ایمنی کارکنان، توصیه می شود که آینه ای در بالای دستگاه قرار داده شود، به طوری که تأثیری بر آزمون نداشته باشد. به این منظور یک آینه به اندازه ۳۰۰ میلی متر مربع با زاویه ۳۰ درجه نسبت به سطح افق که در ارتفاع ۱ متر در بالای کوره نصب می شود، مناسب است.

ترازویی با دقت ۰/۰۱ گرم لازم است.

این وسیله باید تثبیت کننده ولتاژ اتوماتیک تک فاز و با درجه بندی حداقل ۱/۵ (کیلوولت.آمپر) باشد. این دستگاه باید بتواند دقت ولتاژ خروجی را در محدوده ±۱٪ مقدار تعیین شده در محدوده صفر تا بار کامل حفظ کند.

این مبدل باید بتواند حداقل ۱/۵ کیلوولت.آمپر را تحمل نماید و ولتاژ خروجی را از صفر تا حداکثر مقدار معادل با ولتاژ ورودی تنظیم کند. ولتاژ خروجی روی محدوده عملکرد باید به صورت خطی تغییر کند.

برای این که بتوان کوره را به سرعت در دمای تقریبی عملکرد آن تنظیم نمود، یک آمپرسنج و ولت متر یا وات متر باید مورد استفاده قرار گیرد. با هریک از این وسایل باید بتوان سطوح توان الکتریکی مشخص شده در بند ۷–۲–۳ را اندازه گیری نمود.

این وسیله می تواند به عنوان جایگزین تثبیت کننده ولتاژ، مبدل متغیر و کنترل کننده جریان برق ورودی، که در بندهای ۴–۸، ۴–۹ و ۴–۱۰ شرح داده شدند، به کار رود. این وسیله باید از نوعی باشد که دارای phase-angle firing بوده و به یک واحد تریستور با توان تأمین ۱/۵ (کیلوولت.آمپر) متصل باشد. حداکثر ولتاژ نباید بیشتر از ۱۰۰ ولت بوده و حد جریان باید طوری تنظیم شود که توان ۱۰۰٪ معادل با حداکثر درجه بندی سیم پیچ گرم کننده را تأمین کند. پایداری کنترل کننده توان باید تقریباً ۱/۰٪ بوده و قابلیت تکرارپذیری تنظیم نقطه عملکرد باید ±۱/۰٪ باشد. توان خروجی روی محدوده نقاط تنظیم باید خطی باشد.

۱؛ ۲؛ ∅۲؛ ۲۰۰؛ A؛ ۱/۰؛ ۲۲؛ R۳۷/۵؛ R۲۶/۷۵؛ ۲۰؛ ۴۰؛ A

۱– دسته چوبی،
۲– محل جوش خوردن

شکل ۳– یک نمونه اهرم تنظیم مکان ترموکوپل

نمایشگر دما باید بتواند خروجی ترموکوپل را با تقریب ۱ درجه سلسیوس یا میلی ولت معادل آن اندازه گیرد. همچنین باید بتواند در فواصل حداکثر یک ثانیه ای این مقادیر را به صورت پایدار ثبت نماید.

یادآوری: یک وسیله مناسب یک وسیله دیجیتالی یا یک ثبت کننده چندمحدوده ای³ است که محدوده عمل آن معادل ۱۰ میلی ولت در مقیاس کامل آن با نقطه صفر معادل در ۷۰۰ درجه سلسیوس می باشد.

زمان سنج باید بتواند زمان آزمون را با تقریب یک ثانیه ثبت کند و دقت آن حداقل یک ثانیه در ساعت باشد.

از دسیکاتور برای نگهداری نمونه های عمل آوری شده استفاده شود (به بند ۶ مراجعه شود).