水流量平板法高温导热系数测试仪操作使用

水流量平板法高温导热系数测试仪操作使用

（SOP 作业指导书，符合 YB/T41302005）

适用机型：DRSIII、DRXISPB 等，用于 φ180×(1025) mm 耐火材料圆形试样，最高 1300℃，整套设备包含：高温试验炉、水冷量热器、恒温供水系统、热电偶、计算机采集系统。

一、测试原理简述

稳态一维导热，高温均热板加热试样热面，热量穿过试样，由底部水冷量热器的循环水带走热量；通过测量水流量、进水出水温差、试样冷热面温差，依据傅里叶公式计算导热系数 λ。

二、测试前准备

1、试样制备

试样规格：φ180mm×1025mm 圆形试样，无裂纹、缺角、翘曲变形，两面尽量平行。

烘干处理：110120℃烘干至恒重，冷却后备用，水分会严重干扰数据。

尺寸测量：游标卡尺测量试样厚度，圆周 3 处测量取平均值，记录直径、厚度录入软件。

2、开机前整机检查

水路：冷却水、恒温供水系统连接无误，无漏水；量热器进出水通畅；严禁无水加热。

热电偶：热面、冷面热电偶接线牢固；冷端冰水补偿 / 硬件自动补偿正常。

炉体：炉膛清理干净，高铝纤维、支撑块完好；检查炉体密封。

电路：电源接地良好，电脑、采集系统通讯正常。

三、装样操作（关键步骤）

降下炉体上半部分，依次摆放：玻璃纤维垫布→垫板→冷面热电偶（放置垫板中心）→试样居中放置，保证同轴对齐。

放置支撑块，试样四周缝隙填充高铝耐火纤维，减少侧向热损失。

安放均热板，均热板距离试样热面1020mm，均热板四周用纤维毡盖严密封。

合上、扣紧炉上体，保证炉膛密封无漏气。

⚠️注意：试样必须居中，同轴度差直接带来很大测试误差。

四、开机与参数设置

开启水冷恒温供水系统，打开循环，调节量热器水流量30120 g/min（根据材料导热大小选择）。

开启主机电源，打开电脑测试软件，录入样品名称、试样直径、厚度、测试温度。

设置升温程序（严格按照 YB/T4130）

普通耐火制品：升温速率≤10℃/min，到达目标温度恒温 50min

硅质制品：升温速率≤5℃/min，恒温 50min

浇注料 / 不定形耐火材料：≤10℃/min，恒温120min

确认热电偶冷端补偿正常，启动炉体加热。

五、测试过程

设备升温至设定温度，完成恒温，系统持续采集：热面温度、冷面温度、量热器进水 / 出水温度、水流量。

等待达到热稳态条件：温度、水流量、进出口水温长时间波动在标准允许范围，软件自动判定稳态，自动采集多组有效数据。

单温度点完整测试通常 23h，稳态没有达成不能结束试验。

多温度点测试：完成一个温度点后，设置下一目标温度，重复升温恒温稳态测量。

六、试验结束关机流程

停止电炉加热，执行降温程序，炉温降到 200℃以下才可以开炉取样，防止热冲击损坏部件，防止烫伤。

炉体降温阶段，水冷循环系统不能关闭；待炉温降至 50℃以内，再关闭水路循环。

软件保存、导出、打印导热系数测试报告。

升起炉上体，取出试样，清理炉膛内部粉尘、纤维残渣。

依次关闭软件、采集系统、主机电源、恒温水箱电源。

七、关键注意事项（高频出错点）

严禁不放试样直接升温，会烧坏均热板与加热元件。

水路故障、断水必须立刻停止加热，否则量热器会高温损坏。

试样必须烘干，含水试样高温释放水汽，数据严重虚高。

装样同轴度、四周纤维密封很重要，侧向散热会让导热系数结果偏低。

升温速率不能随意加大，严格遵循标准；不定形耐火材料恒温时间要足够。

热电偶冷端必须有效补偿，否则温度测量不准。

定期校验：每年或设备维修后，用标准参比耐火试样校验整机。

八、常见故障现象

导热系数结果偏低：试样未居中、四周密封差，侧向散热大。

结果偏高：试样未烘干；水流量不稳定；热电偶故障。

温度波动大：供水不稳；炉膛密封漏气。

九、与防护热板法操作难度对比