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Shanghai Tentech Instrument Instrument Technologie Co., Ltd.
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Wie ist die Struktur der Testmaschine für hohe Temperaturkriechfestigkeit?
Datum:2025-12-03Lesen Sie:12

Strukturelle Konstruktion der Hochtemperaturkriechfestigkeitsprüfmaschine"Langfristige hohe Temperaturstabilität, Präzisionskonstante Belastung, Präzisionsüberwachung der Verformung" Die drei Kernanforderungen bestehen aus sieben Modulen: Gastrahmen, Ladesystem, Hochtemperatur-Ofensystem, Verformungsmesssystem, Steuerungssystem, Sicherheitsschutzsystem und Hilfssystem, die alle Module arbeiten zusammen, um eine hohe Stabilität und eine hohe Prüfgenauigkeit bei hohen Temperaturen (Raumtemperatur ~ 1600 °C +) und langen Zyklen (0 ~ 100.000 h) zu erreichen. Hier ist eine detaillierte Strukturauflösung der einzelnen Module:

1. Host-Rahmen: hohe Steifigkeit Tragbasis (Kernanforderungen: keine Verformung, Anti-Vibration)

Das Host Framework ist das gesamte Gerät. Das "Skelett" muss langfristig konstanten Belastungen (0,1 kN bis 1000 kN) und der Hitzestrahlung des Hochtemperaturofens standhalten, um sicherzustellen, dass es keine mechanischen Verformungen während der Belastung gibt und die Genauigkeit der Belastung gewährleistet.

Kernbauteile

Material- und Strukturgestaltung

Funktion

Feste Querbalken

Hochfester Gussstahl/ Schweißen von Stahlplatten (nach einer veralteten Behandlung innere Spannung eliminieren)

Festes Lastsystem, Hochtemperatur-Ofenbodenstützung für stabile Tragbasis

Bewegende Balken

Mit festem Querbalkenmaterial, in Kombination mit Säulengleiten

Bewegung des Ladesystems nach oben und nach unten/ Drucklast, Querbalken und Säulen mit Abstand ≤0.02mm, um die Koaxialität zu gewährleisten

Säulen

4 hochfeste legierte Stahlkonstruktion (Oberflächenchrom gegen Rost) mit Präzisionskugelschrauben

Verbinden Sie die Querbalken oben und unten, um eine reibungslose Bewegung der Querbalken zu gewährleisten und gleichzeitig eine extrem hohe Steifigkeit (Stützdeformation bei Belastung)≤ 0,01 mm / m)

Grundlage

Schwerstahl (Gewicht)≥ 1/3 des Gesamtgewichts des Geräts), mit ausgerichteten Füßen

Fixieren Sie das Gerät insgesamt, absorbieren Sie Vibrationen und gewährleisten Sie das Host-Niveau (horizontale Grade) durch die Ausrichtung der Füße≤0.1mm/m), Vermeiden Sie Neigungen, die zu zusätzlichen Biegemomenten führen

2. Lastsystem: Präzise konstante Lastausgabe (Kernanforderungen: Langfristige Stabilität)≤ ± 0,3% FS)

Lastsystem, das eine konstante Zugkraft auf die Probe ausübt/ Drucklast, je nach Belastungsart kann in "Elektro-Servo-Typ", "Feder-Typ", "Feder-Typ" unterteilt werden, der Hauptstrom ist Elektro-Servo-Typ, die Struktur ist wie folgt:

Kernbauteile

Material- und Strukturgestaltung

Funktion

Ausführende Agentur laden

Elektrohydraulische Servozylinder (mittel- und groß)/ Präzisionsschraubenheber (kleine Modelle)

Elektrohydraulischer Servozylinder treibt Kolbenbewegung durch Hochdrucköl und erzielt Zugkraft/ Druckbelastung; Schraubenheber mit Servomotor für kleine Lastprüfe

Lastsensoren

Säulenart/ Ringförmiger hochpräziser Zugsensor (Material: legierter Stahl / Edelstahl, Genauigkeitsklasse 0,1)

Echtzeit-Erfassung des Lastsignals, Rückmeldung an den Controller, um eine geschlossene Schleifensteuerung zu bilden, der Lastmessbereich ist voll0,5% ~ 100%, langfristige Stabilität ≤ ± 0,3% FS

Lastförderungsmittel

Hochfeste Zugstangen, Universal-Verbindungen

Zugstangen verwendet40CrNiMo Legierung Material (Zugfestigkeit ≥1000MPa), Universal-Verbindungen Kompensation Probe Installation Exzentrizität, um zusätzliche Biegemoment Auswirkung Test zu vermeiden

Hilfsladekomponenten

Weighingsgruppe (optional zur Kalibrierung)/ Reiner statischer Lasttest), Puffer

Reine statische Belastung durch mechanische Strukturüberlagerung mit minimalem Lastdrift (geeignet für ultralange Tests); Der Puffer absorbiert den sofortigen Schock der Last und vermeidet eine Überlastung

Hochtemperaturofensystem: gleichmäßig stabile Hochtemperaturumgebung (Kernanforderungen: Temperaturgenauigkeit ± 1 ° C, Temperaturfeldgleichmäßigkeit ≤ ± 3 ° C)

Das Hochtemperaturofensystem ist der Kern der hohen Temperaturbedienungsumgebung des analogen Materials, die langfristige hohe Temperaturstabilität und gleichmäßige Temperaturfeld erreichen muss, und das Strukturdesign konzentriert sich auf "Heizungsgleichmäßigkeit, Wärmedämmung, Temperaturbeständigkeit":

Kernbauteile

Material- und Strukturgestaltung

Funktion

Ofengehäuse

Kaltwalzplattenspritzen (Außenschicht)+ Isolationsschicht (Mittelschicht) + Innengall (Innenschicht)

Gehäuse schützt gegen Feuchtigkeit, Isolationsschicht reduziert Wärmeverlust und Innere Galle bietet eine hohe Temperaturkammer

Isolationsschicht

Keramikfasern mit hoher Dichte (Wärmeleitfähigkeit)≤0.03W/(m・K)+ Aluminiumoxid

Mehrschichtisolierungsdesign, Oberflächentemperatur des Ofens≤60 ° C (bei der Testtemperatur 1200 ° C), um Wärmeleckage zu vermeiden und den Bediener zu verbrennen

Heizungselemente

Wählen Sie nach Temperaturbereich:- Mitteltemperatur (≤800 ℃): Nickel-Chrom-Legierungsdraht (Temperaturbeständigkeit 850 ℃) - Hochtemperatur (800 ~ 1200 ℃): Silizium-Kohlenstoffstab (Temperaturbeständigkeit 1400 ℃) - Ultrahochtemperatur (> 1200 ℃): Molybdenumdraht / Graphitstäbe (Temperaturbeständigkeit 1600 ~ 2000 ℃)

Gleichmäßig auf beiden Seiten verteilt/ Umgebung (z. B. symmetrische Anordnung von 6 bis 8 Wurzeln), Subzonalheizung durch PID-Regelung, um eine gleichmäßige Temperaturfeld zu gewährleisten

Innere Galle (Ofenhohle)

Mitteltemperatur:SUS304 Edelstahl Hoch-Temperatur / Ultra-Hoch-Temperatur: Aluminium-Keramik-Rohr / Graphitofen-Galle

Korrosionsbeständig, hochtemperaturbeständig, der Ofen ist zylinderförmig (vermeiden Sie Luftströmungstote Winkel), der Innendurchmesser ist entsprechend der Probengröße entworfen (in der Regel φ50 ~ 150mm)

Temperaturmesselemente

Typ S / Typ R Thermoelement (Temperaturbereich 0 ~ 1600 ° C, Genauigkeit ± 0,5 ° C)

Die Thermoelektronsonde ist in der Nähe des Probenabstandsabschnitts befestigt (Entfernung der Probe)≤5mm), Echtzeit-Erfassung der Probenbereichtemperatur und Feedback an den Controller

Atmosphäreschnittstelle (optional)

Lufteinlass (Inertgas)/ Schutzgas), Luftauslass, Vakuumgeschnittstelle

Für oxidierende Materialprüfungen geeignet, mit Zugang zu ArgonStickstoff (≥99,99%) oder Vakuum (≤10-3 Pa), um eine hohe Temperaturoxidation der Probe zu verhindern

4. Verformungsmesssystem: Präzise Erfassung von Verformungen (Kernanforderungen: Auflösung)≤0.0001mm)

Das Deformationsmesssystem ist verantwortlich für die Echtzeit-Überwachung der Kriechdeformation der Probe bei hohen Temperaturen (einschließlich der Anfangskriechung, der Stabilitätskriechung, der beschleunigten Kriechphase), die Kern der Erfassung der Kriechkurve und der Schlüsselindikatoren ist, die in „Kontaktlos“ und „kontaktlos“:

Kernbauteile

Material- und Strukturgestaltung

Funktion

Kontaktdehnmesser

Temperaturbeständigkeit: Keramik/ Inconel-Legierung (Temperaturbeständigkeit ≤ 1200 ℃) Struktur: Doppelklaue, verstellbarer Abstand (25 ~ 50mm), mit Federverspannungsmechanismus

Direkt an beiden Enden des Probenabstands durch einen Differenztransformator festgehalten/ Raster Maß verwandelt mechanische Verformung in elektrisches Signal, Verformung Messgenauigkeit ≤ ± 0.001mm, Auflösung ≤ 0.0001mm

Berührungsloses Laserdehnmesser (optional)

Struktur: Lasersender+ Empfänger (symmetrisch auf beiden Seiten des Hochtemperaturofens), Überwachung durch Quarzbeobachtungsfenster

Basierend auf dem Prinzip der Laser-Dreieckmessung, berührungslose Messung der Distanz-Deformation der Probe, um die Oxidation bei hoher Temperatur und die Schäden beim Bruch der Probe zu vermeiden, um sich an ultrahohe Temperaturen anzupassen (> 1200 ° C) oder leicht oxidierende Probe

Verschiebungssensor

Raster (Auflösung)≤0.001mm), Montage zwischen beweglichen und festen Tragen

Hilfe zur Messung der Querbalkenverschiebung zur Kalibrierung von Streckmessern oder zur Überwachung großer Deformationen (z. B. Gesamtdeformationen nach einem Bruch der Probe)

Signalübertragungsmodul

Hochtemperaturschirmkabel, Signalverstärker

Schutz gegen elektromagnetische Störungen und Wärmestrahlung im Hochtemperaturofen, Verstärkung des schwachen Verformungssignals und Stabilität der Datenübertragung

Steuerungssystem: Betrieb der Anlage und Datenverarbeitungszentrum (Kernanforderungen: Automatisierung, hohe Zuverlässigkeit)

Das Steuersystem ist eine Ausrüstung. Das "Gehirn", das für die Koordinierung der Module verantwortlich ist, um die genaue Kontrolle von Temperatur, Last sowie Datenerfassung, Verarbeitung und Berichterstellung zu ermöglichen, ist wie folgt aufgebaut:

Kernbauteile

Material- und Strukturgestaltung

Funktion

Controller-Hardware

SPS + Industriecomputer (Embedded / Desktop) + Berührungsbildschirm

Die SPS ist für die Echtzeitsteuerung verantwortlich (Temperatur, Last, Deformationserfassungsfrequenz ≥10Hz), der Industriecomputer ist für die Datenspeicherung und -analyse verantwortlich, der Touchscreen unterstützt die Parametereinstellung, die Echtzeitüberwachung und den Betrieb

Temperaturkontrollmodule

PID + Verschwommenheitsregelalgorithmus, stufenweise erwärmtes Programm

Steuerung der Heizelementleistung "Schnelle Erwärmung → langsame Annäherung → thermostatische Stabilität" Erwärmungsprozess, Temperaturgenauigkeit ≤ ± 1 ° C, Vermeidung von Temperaturüberregulierung

Laststeuerungsmodule

Elektrohydraulische Servo-Steuerung (Moog/Atos)+ geschlossene Feedback-Regelung

Steuern Sie den Servozylinderdruck oder die Drehzahl des Schraubenmotors, um die Laststabilität bei den eingestellten Werten aufrechtzuerhalten Innerhalb von ±0,5% unterstützt zwei Steuermodi für konstante Spannung / konstante Last

Module zur Datenerfassung und -speicherung

Hochgeschwindigkeits-Datenerfassungskarte (Stichprobenrate)≥100Hz)、 Festplatte / SD-Kartenspeicher

Automatische Erfassung von Temperatur-, Last-, Verformungs- und Zeitdaten für kontinuierliche Speicherung≥10000h Testdaten mit Stromausfall-Wiederherstellungsfunktion (Daten nach Stromausfall nicht verloren gehen, eingehende Anrufe werden automatisch erneuert)

Softwaresystem

Spezielle Testsoftware (Windows/Linux-Systeme)

Funktionen:① Parametereinstellung (Temperatur, Last, Testzeit, Stillstandsbedingungen); 2. Echtzeit-Zeichnung der Krümpfkurve (ε-t-Kurve); ② Berechnen Sie automatisch Indikatoren wie die Kriegsstärke, die anhaltende Stärke und die Kriegsgeschwindigkeit; Erstellung und Export von Berichten (Excel/Word/PDF) ② Fernüberwachung (Unterstützung für Handy / Computer-APP, um den Teststatus zu sehen)

6. Sicherheitsschutzsystem: Sicherheit von Geräten und Mitarbeitern (Kernanforderungen: hohe Zuverlässigkeit)

Aufgrund der Besonderheiten der hohen Temperatur-, Hochdruck- und Langzeitprüfungen muss ein Sicherheitssystem abgedeckt werden "Hochtemperaturschutz, Überlastschutz, Bruchschutz, elektrischer Schutz" und andere Dimensionen:

Kernbauteile

Material- und Strukturgestaltung

Funktion

Hochtemperaturschutz

Doppelt gehärtetes Glas+ Edelstahlrahmen (Hochtemperaturbeständig, Stoßbeständig), die Außenseite des Hochtemperaturofens abdecken

Verhindert Verbrennungen des Bedieners durch hohe Temperaturstrahlung und erleichtert die Beobachtung des Probenzustandes, die Glasoberfläche ist mit einer Nebelbeschichtung versehen (verhindert Wasserdampf bei hohen Temperaturen)

Überlastschutz

Mechanischer Grenzschalter+ Elektronischer Überlastalarm (ausgelöst, wenn die Belastung über 110% des Vollbereichs geht)

Mechanische Grenzen verhindern übermäßige Bewegungen der Querbalken, elektronische Überlastungen entladen und alarmieren automatisch, um Schäden an Geräten und Proben zu vermeiden

Probenbruchschutz

Algorithmus zur Detektion von Deformationsmutationen+ Notfallentfernungsventil

Wenn die Probe bricht, ändert sich die Deformation sofort und der Controller löst die Entlastungsanweisung schnell aus, stoppt die Ladung und kühlt sich ab, verhindert das Spritzen von Bruchstücken

Elektrischer Schutz

Leckageschützer, Überstromschutz, Erdungsschutz

Vorbeugung von elektrischen Kurzschlüssen, Leckagen und Erdungswiderständen≤4Ω

Anderer Schutz

Koppelschutz (automatischer Stillstand beim Trennen des Thermoelektrons), Wasserkühlalarm (Wasserkühlmaschine), Atmosphärendrucküberwachung (Atmosphärmaschine)

Behandeln Sie außergewöhnliche Situationen während des Testprozesses und vermeiden Sie Schäden an Geräten oder Testfehler

7. Hilfssystem: Langfristig stabiler Betrieb der Ausrüstung gewährleisten

Das Hilfssystem ergänzt den normalen Betrieb der Anlage und ist je nach Prüfanforderungen optional, darunter:

Kernbauteile

Material- und Strukturgestaltung

Funktion

Kühlsystem

Wasserkühler (Industriekühler, Kühlvolumen)5 ~ 30kW) / Luftgekühlter

Kühlung von Hochtemperaturofengehäusen, Ladezylindern, Befestigungen und anderen Komponenten, um zu vermeiden, dass hohe Temperaturen zum Ausfall der Komponenten führen, um die Betriebsstabilität der Anlage aufrechtzuerhalten

Atmosphärenkontrollsystem (optional)

Gasflaschen, Druckdämpfungsventile, Durchflussmesser, Gasreinheitsfilter

Inertgas in den Hochtemperaturofen (Argon)/ Stickstoff), der Durchfluss kann reguliert werden (0 ~ 5L / min), um sicherzustellen, dass der Sauerstoffgehalt im Ofen ≤10ppm ist, um die Oxidation der Probe zu verhindern

Vakuumsystem (optional)

Rotationspumpen+ Vakuummeter (Messbereich 105-10-3 Pa)

Verwirklichung einer Vakuumumgebung im Ofen für die Prüfung oxidationsempfindlicher Spezialmaterialien (z. B. Titanlegierungen, Hochtemperaturkeramik)

Probengeräte

Hochtemperaturlegierungsverhältnisse (Inconel / Molybdenum Legierung, Temperaturbeständigkeit ≥ 80% der Testtemperatur), mit keilförmigen Selbstverriegelungsklammern / Gewindeklammern

Fixieren Sie die Probe, um sicherzustellen, dass sie fest gehalten und gut koaxial ist (Abweichung der Probenachse und der Lastache)≤0,5°), vermeiden Sie zusätzliche Biegemoment Einfluss Test

Schema des gesamten Strukturlayouts (vereinfacht)

Klartext

[Oberseite: Bewegungsbalken]

[Ladesystem: Servozylinder / Schraubenheber + Lastsensor]

[Hochtemperaturofensystem: Ofenkörper + Heizelement + Thermoelement + Atmosphärenschnittstelle]

[Probe-Befestigung: Oberbefestigung (Anschluss an Lastsensor) + Unterbefestigung (Anschluss an festen Querbalken)]

[Deformationsmesssystem: Dehnungsmessgerät (Abstandsabschnitt der Probe) + Lasersender/Empfänger (beidseitig)]

[Feste Balken + Säulen + Basis]

[Steuersystem: Bedienbildschirm + Industriecomputer + Controller]

[Hilfssystem: Wasserkühler + Atmosphärenfallflasche + Vakuumsystem]

[Sicherheitsschutz: Hochtemperaturschutz + Überlastschutz + Elektrischer Schutz]

Zusammenfassung der Schlüsselpunkte des Kernstruktionsdesigns

Hohe Steifigkeit: Der Hauptrahmen besteht aus schwerem Gussstahl und einer hochfesten Legierung, um eine langfristige Belastung ohne Verformung zu gewährleisten;

Hochtemperaturbeständigkeit: Hochtemperaturofen, Befestigungen, Dehnungsmessgeräte und andere Komponenten, die in direktem Kontakt mit hohen Temperaturen stehen, verwenden alle temperaturbeständige Materialien (Keramik, Hochtemperaturlegierungen, Molybdän)/ Grafik);

Hohe Stabilität: Ladesystem mit geschlossener Regelung und TemperaturregelungPID + Blur-Algorithmus, Deformationsmessung mit hochpräzisen Sensoren, die langfristige Stabilität der Testdaten gewährleisten;

Sicherheit: Schutzdesign, die hohe Temperatur, Überlastung, Bruch, Elektrizität und andere Gefahrenpunkte abdeckt;

Skalierbarkeit: Unterstützt optionale Konfigurationen wie Atmosphärenkontrolle, Vakuumsysteme, Laserstreckmesser und andere für unterschiedliche Materialien und Testanforderungen.

Diese konstruktive Konstruktion gewährleistet einen stabilen Betrieb der Anlage unter Testbedingungen (hohe Temperaturen, lange Zyklen, hohe Belastungen), eine präzise Erfassung von Daten über das Kriechen und die Haltbarkeit des Materials und eine zuverlässige Unterstützung bei der Konstruktion und der Lebensdauerbewertung von Hochtemperatur-Komponenten.