GB 11639-1989 溶解乙炔气瓶多孔填料技术指标测定方法

1  主题内容与适用范围

本标准规定了多孔填料的抗压强度、体积密度、孔隙率、表面孔洞、内部孔洞、总间隙及肩部轴向间隙的测定方法。

本标准适用于溶解乙炔气瓶中整体硅酸钙多孔填料技术指标的测定。

注：本标准中规定的测定方法的测定环境温度均指室温。

2  引用标准

GB 11638  溶解乙炔气瓶

3  术语

3.1  试样

从多孔填料(以下简称填料)上切取符合一定尺寸要求的试块。

3.2  抗压强度

在室温下，试样高度方向被压缩10％的过程中，单位面积上所承受的最大载荷。

3.3 体积密度

对于试样，系指其单位总体积的质量。

对于钢瓶内填料，系指钢瓶单位容积内填料的平均质量。

注：总体积系指试样中固体体积和多孔隙体积的总和。

3.4  孔隙率

对于试样，系指其所有孔隙(能与大气相通的开口气孔)的体积与总体积的百分比。

对于钢瓶内填料，系指包括所有孔隙、间隙、孔洞容积之总和与钢瓶实际容积的百分比。

3.5  总间隙

在充满填料的钢瓶纵向剖面上观察，填料与钢瓶内壁之间相对应的两条缝隙宽度之和。分轴向总间隙(沿轴向测量)和径向总间隙(沿径向测量)。

3.6  肩部轴向间隙

钢瓶内填料上表面与钢瓶上封头内壁之间的缝隙宽度。

3.7  孔洞

表面孔洞，系指制造过程中，在整体填料表面产生的肉眼可见的凹坑。内部孔洞，系指在整体填料横向剖面上观察，剖面上肉眼可见的凹坑。

4方法原理概要

4.1  抗压强度测定

用压力试验机以规定的速度，对一定尺寸的试样加荷压缩，直至压缩到原高度的90％为止，根据试验机指示的最大荷值和试样尺寸。计算出填料的抗压强度。

4.2  体积密度测定

称量出填料干燥后的质量，根据试样尺寸或钢瓶实际容积，计算出试样或钢瓶内填料的体积密度.

4.3  孔隙率测定

称量出经水煮后试样所吸收的水分的质量或称量出钢瓶内填料所失去的水分的质量。根据试样尺寸或钢瓶实际容积，分别计算出试样或钢瓶内填料的孔隙率。

4.4  表面孔洞容积测定

用一定量的橡皮泥对填料表面孔洞进行充填修补后，通过称量剩余橡皮泥的质量，间接计算出填料表面孔洞的容积。

4.5  内部孔洞表面直径测定

用带有刻度的10倍放大镜，测量内部孔洞表面直径。

4.6  总间隙及肩部轴向间隙测定

借助专甩塞尺.直接测量填料问隙。

5  一般规定

5.1  计量器具应进行定期检定。

5.2  填料技术指标检测用瓶(以下简称检测用瓶)的解剖不应影响技术指标的测定。

5.3  取样方法及工具不应改变填料性能，一般可采用机器带锯或手工锯。

5.4  试样外观不得有制样造成的缺边、掉角、裂纹及影响填料技术指标测定的其他缺陷。

5.5  天平、台秤(含电子秤)及游标卡尺计量时，其结果应精确到计量单位后一位小数。

6  仪器设备

6.1  压力试验机：可采用机械或液压材料试验机，且应满足下列要求。

a.具有均匀、持续增加载荷的控制系统；

b.应能自动指示和记录试样所承受的最大压力；

c.测力示值误差不大于±2％；

d.压缩载荷值应在试验机度盘满量程的10％～90％之间。

6.2  烘干箱：带恒温自动控制装置。

6.3  天平：最大称量不小于10009，分度值为0.19。

6.4  台秤(或电子秤)：最大称量应为实际称量的l.5～3.0倍，最小分度值(或最小显示值)不大予0.2kg。

6.5  盛水容器：容积不小于3升的铝锅或不锈钢锅。

6.6  量筒：50mL.(或100mL)。

6.7  游标卡尺。

6.8  电炉。

6.9  电热烘于箱。

6.10  直角尺(或直尺)。

6.11  橡皮泥。

6.12  专用塞尺，见图1。

乙炔瓶系列产品专用塞尺的尺寸A(厚度)的规格为：通用尺寸按表1使用，止规尺寸按表2选用。

表1通用尺寸A         mm

表2 止规尺寸／A

注：尺寸A相同的塞尺，可不重复制做。

7  试样制备与尺寸测量

7.1   制备

填料从检测用瓶内整体取出后，按图2所示在填料中部割取试样。

7.1.1  抗压强度试样：

7.1.1.1  尺寸：100mmx100mm×125mm(高125mm为轴向)。

7.1.1.2  数量：1块。

7.1.1.3  要求：试样的承受载荷面应平整。当试样在平板上检查时，其不垂直度公差和不平行度公差均不大于3mm。

7.1.2  体积密度、孔隙率试样：

7.1.2.1  尺寸：50mm×80mm×125mm。

7.1.2.2  数量：1块。

注：体积密度和孔隙率分开试样进行时，则试样数量应为2块。

7.1.2.3  要求：试样各个面均应平整。用直尺检查时，直尺的直线边与试样任何一侧面的缝隙均不大于1mm。

7.2  尺寸测量

试样各尺寸的测量应在其各几何平面的中部进行，每一尺寸应在其同一部位的对应面上测两次。取其算术平均值。

8  测定步骤

8.1   检测用瓶内填料技术指标测定

测定项目：总间隙、表面孔洞、内部孔洞、抗压强度、试样的体积密度、试样的孔隙率。

8.1.1  总间隙的测定：

8.1.1.1  检测用瓶沿轴线打开半边瓶壳，用专用塞尺分别测量轴向总间隙和径向总间隙，测量时应选择2～4组相对应的测量点。同一规格的塞尺在同一测量点的测量次数不应超过两次。

8.1.1.2  最大的测量值为该项总间隙的测定结果。

8.1.2  表面孔洞容积的测定：

8.1.2.1  30cm3橡皮泥体积的确定：用50mL(或100mL)量筒注满20mL(9i戈70mL)蒸馏水，然后向量筒内投入橡皮泥(不得溅出蒸馏水)。使液面刻度正好处在50mL(或100mL)处止。倒出蒸馏水，取出橡皮泥。吹干表面附着水(或用于纱布吸干)。称量出橡皮泥质量数，以塑料袋封装备用。

8.1.2.2  表面单个孔洞容积测定：用已知体积的橡皮泥对填料表面最大的单个孔洞进行充填修补，至修补后的孔洞表面橡皮泥与孔洞边缘上的填料表面平齐为止，称量出剩下的橡皮泥质量。

按式(1)计算表面单个孔洞的容积：

式中：V--表面单个孔洞容积，cm3；

M0--30cm3橡皮泥的质量,g；

m1--修补单个孔洞后剩余橡皮泥的质量，g；

30--橡皮泥的已知体积，cm3。

计算结果保留两位有效位数。

8.1.2.3  表面孔洞总容积的测定按8.1.2.2的方法用剩余橡皮泥继续充填修补表面藕下构蹙翱暖扇孔洞，称量出最后剩下的橡皮泥质量。

按式(2)计算表面孔洞总容积：

式中：∑V--表面孔洞总容积，cm3；

            m2--第二次充填修补孔洞后，最后剩余橡皮泥质量，g。

计算结果保留两位有效位数。

8.1.3  内部孔洞表面直径的测定：

整体填料按图2横向切断后，用10倍放大镜(或用放大20倍的测量显微镜)测量四个任意横剖面上孔洞的表面直径，其中最大孔洞的任意两点之间最大平面距离为内部孔洞最大直径的测定值(直径超过10倍刻度放大镜测定范围时，可改用直尺测量)。

8.1.4  抗压强度的测定：

8.1.4.1  将试样按6.2条测量长、宽、高尺寸后，在150℃烘干箱内烘2h，取下置于干燥器内(或用塑料袋密封包装好)冷却至室温。

8.1.4.2  将试样高度方向立放在垫有压板的下压头中心处，试样上端放上压板后调整试验机，使试验机的上压头正好与上压板接触时，定为变形零点。以0.1～0.5N／mm2•s的加荷速度均匀地对填料试样进行压缩，当试样被压缩至原高度的90％时，试验立即停止。记录下试验机此时测力度盘上指示的最大载荷。

8.1.4.3  按式(3)计算抗压强度：

式中：ρc --抗压强度，N／mm2；

           F--最大载荷，N；

          A--试样受压面积，mm2。

试验计算结果保留两位有效位数。

8.1.5  试样的体积密度测定：

8.1.5.1  试样用毛刷刷去表面粉尘后，按7.2条测量长、宽、高尺寸，放入烘干箱内，以150℃烘干至恒重，取出试样放入干燥器内，冷却至室温后，称量出试样的质量。

注：恒重是指试样在烘干过程中两次称量之差小于试样质量的0.1％以下。

8.1.5.2  按式(4)计算试样的体积密度：

式中：ρ--体积密度，g／L；

            my--试样干燥后的质量，g；

             Va--试样总体积，L。

计算结果保留三位有效位数。

8.1.6  试佯的孔隙率测定：

8.1.6.1  将测定过体积密度的试样放入盛永容器内(可在容器底部先垫上不少于五层的干净纱布)，并往满能淹没试样的自来水，在电炉上加热，连续煮沸5h以上(煮沸不应太剧烈)，自然冷却并静置浸泡不少于12h，使试样吸水达到饱和(试样始终被水淹没)。取出试样，立即用饱含水分的多层纱布除去试样表面过剩的水分(注意不能吸出试样孔隙中的水)，称量并记录试样该状态下的质量.

8.1.6.2  按式(S)计算试样的孔隙率：

式中：ρs--孔隙率，％；

            mv--饱和水分状态下试样质量，g；

             v --水的比容，取值0.001L／g。

计算结果保留两位有效位数。

8.1.6.5  有下列情况之一时，可采用附录A给定的方法确定试样体积.

a.试样有非制样造成的缺陷；

b.仲裁测定。

8.1.6.4  试样孔隙率测定过程中.出现下列情况之一时，测定结果无效。

a.试样任意一角被碰塌或撞瘪面积约大习：0.5cm2；

b.试样的崩散或脱落团块体积约大于0.5cm3。

8.2  钢瓶内填料技术指标测定

测定项目：肩部轴向间隙、钢瓶内填料的体积密度、钢瓶内填料的孔隙率。

8.2.1  肩部轴向间隙的测定：

用专用塞尺在充满填料的钢瓶口部测量肩都轴向间隙，在平面角约相差120。的三点上进行，最大测量值为肩部轴向间隙的测定结果，同一规格寒J迂在同一位置上测量次数不应超过两次。

8.2.2  钢瓶内填料的体积密度测定：

称量出钢瓶(瓶壳)质量和充满填料的钢瓶烘干后的质量。

按式(6)计算出钢瓶内填料的体积密度：

式中：ρp--钢瓶内填料的体积密度，g／L；

            mp--充满填料的钢瓶烘于后的质量.kg；

           m--钢瓶(瓶壳)质蜒.kg；

          I--钢瓶实际容积.L。

计算结果保留三位有效位数。

8.2.3  钢瓶内填料的孔隙率测定

弥最出钢瓶灌浆后的质豉和烘干后的质量

按式(7)计算出钢瓶内填料的孔隙率；

式中：σ--钢瓶内填料孔隙率，％；

           m--钢瓶灌浆后的质量，kg。

计剪结果保留两位有效位数。

9  数字修约

测定结果计算时，其保留有效位数后面的数值应按GB 8170《数字修约规则》中3.1～3.3条的规定进行修约，并按4.1条的规定不许连续修约.

10  测定报告

测定报告应包括以下内容：

a.委托单位；

b.试样名称；

c.测定项目；

d.试样的批次、釜(装置)编号及钢瓶编号；

e.试样的实测尺寸；

f.测定结果；

g.测定人员；

h.报告日期。

附录A

浮力称重法测定体积

(参考件)

本附录为用水煮法测定填料试样孔隙率时确定试样体积的附加方法。

A1  方法原理概要

物体在水中的浮力等于该物体排开的水的质量，根据水的比容，可间接计算出被测物体的体积。

A2  方法步骤

A2.1  将煮沸冷却(已饱和水分)的试样用一根尼龙丝线吊住，并悬挂在带有溢流管且已注满蒸馏水的容器(或装有足够完全浸没试样的蒸馏水的其他容器)中，尼龙丝线的另一头挂在天平上，称量出试样在水中的质量。

注：蒸馏水也可用普通自来水代替。

A2.2  按式(A1)计算试样体积：

式中：mc--试样在蒸馏水中的质量，g。