热轧丝试验结果偏离的原因分析

热轧丝试验结果偏离的原因分析

1试验过程中偏通过热压试验,导致试验结果偏多热丝试验是最重要的测试项目，其性能与许多电气安全标准一致。例如，家电电设备的电气安全标准为gb19471和iec6035，环境开关的电气安全标准为gb7000。1.优雅。然而由于该试验主要通过灼热丝试验装置进行,因此一些检测机构尤其是许多企业实验室普遍认为该测试项目较为简单,造成试验结果偏离的因素较少,导致一些实验室人员对灼热丝试验过程中一些隐性问题关注不足存在测试结果出现重大偏离的现象。针对这一现象,笔者对导致灼热丝试验过程中影响结果偏离的易忽视因素进行了梳理。2试验的主要原则和结果的偏差2.1试验过程的构成将被试验样品固定在灼热丝试验装置上,使样品表面的平面部分垂直并使灼热丝的顶部施加到表面平面部分的中心处。试验使用标准直径为4mm的镍/铬(80/20)并按要求制成环形的灼热丝,通过调节电路电流使灼热丝加热至预定温度。然后使灼热丝顶部慢慢地接触被试验样品达30±1s,并以大约10-25mm/s的速率接近和离开被试验样品,但是在临近接触时为了避免撞击,接近的速率应减少到接近零,冲击力不超过1.0±0.2N。在材料融化脱离灼热丝的情况下,灼热丝不应与试验样品保持接触。施加时间结束后,将灼热丝和被试验样品慢慢分开,避免被试验样品任何进一步受热和有任何空气流动可能对试验结果的影响。灼热丝进入或贯穿被试验样品的深度应限定在7±0.5mm。2.2火焰、供热、阻燃灼热丝试验在上述试验要求下,试验合格的判定准则主要为:(1)样品无火焰或不灼热;(2)样品产生火焰或灼热,但在灼热丝移去后30s内自行熄灭,且熔融物未点燃铺底层上的绢纸。在日常检测活动中,该试验项目出现结果偏离的现象主要表现为不同的实验室对同一块材料进行试验时得出了不同的材料起燃点,从而得出了截然不同的检测结论。3检测项目出现结果偏离的原因通过试验原理可以看出,灼热丝试验的实施主要依赖于测试装置来进行,试验操作相对比较简单,因此一些试验人员认为该检测项目出现结果偏离的原因主要集中于样品预的处理、样品的装夹位置和试验时的环境。其实这种认为并不全面,在灼热丝试验中除上述关注要点之外还有多个环节会对测试结果是否偏离起着至关重要的影响,分析如下:3.1加热丝温度的测定当被试样品触及灼热丝时,灼热丝温度会有一个明显的先降后升的过程。为了解决这一问题,有些国外灼热丝试验装置制造商在早期制造的试验装置中装有了用于保持温度稳定的反馈装置,以使试验设备在进行灼热丝试验的整个过程中灼热丝温度是恒定的。随着标准的不断完善,这种做法在标准中予以了否定。在现行的GB/T5169.10-2006/IEC60590-2-10:2000标准5.1中明确规定“在试验装置加热电路中不应有用于保持温度的反馈装置或反馈回路”。然而有些实验室对早期购置的带温度反馈装置的灼热丝试验装置未能按标准要求进行改进,致使用于保持温度的反馈装置仍被继续使用。根据统计,虽然在先降后升过程中下降值和回升值的多少会随预定试验温度的不同而有所不同,但在这一过程中下降温度一般会比预定温度下降100℃左右,回升后温度会超过预定温度20℃左右。因此如果使用带有温度恒定装置的灼热丝试验设备进行测试无疑是加严了测试条件,会导致测试结果出现严重偏离。3.2关于不同a/a时温度波动的计算公式在灼热丝试验中,灼热丝温度主要依靠电流大小,因此电流与温度之间的关系呈线性状态(见图1)。通过公式:式中:D—每安培电流可升温度值;T—被计数点的对应温度值;I—被计数点的对应电流值;n—参与计数点的总个数。计算可得出D≈7.40℃/A。同时我们可以通过公式I=U/R,并以图1中750℃试验温度点电流I为100.5A时为例:当R值不变,电压U波动5%时,此时电流I也会波动5%,即电流波动为5.025A,通过与D值的换算,获得数值为37.185℃。通过举例,我们可以发现,在750℃试验温度点时,电压波动±5%,可导致温度波动达±37℃左右,已远远超出GB/T5169.10-2006/IEC60590-2-10:2000标准中试验温度允许波动±15℃的规定。同时我们还可以看出,同样在电压波动±5%情况下,随着试验温度的提高,温度波动将更大。因此不对灼热丝供电电压波动进行控制,也会导致测试结果出现严重偏离。3.3试验装置的自校方法灼热丝试验装置的校验在GB/T5169.10-2006/IEC60590-2-10:2000标准6.2中对校验有两个方面的规定。一个是灼热丝顶部的校验,主要内容是需对灼热丝顶部尺寸进行验证;另一个是温度测量系统的校验,主要内容是提供灼热丝试验装置中温度测量系统的校验方法即“银箔法”。然而,目前有些实验室在理解并执行该段标准要求时存在断章取义的现象,主要表现为有些实验室对灼热丝试验装置在计量方面不进行外检,而是采用自校的方式,并且自校的方法仅使用“银箔法”进行。对于这种做法,笔者认为自校是可以的,但是仅用“银箔法”进行自校是不妥的。因为“银箔法”只对试验装置温度测量系统进行了校验,而忽略了灼热丝顶部尺寸尤其是热点偶放置位置对灼热丝测试结果影响的重要性。在GB/T5169.10-2006/IEC60590-2-10:2000标准中明确规定灼热丝头部表面与热电偶的距离应为0.6±0.2mm(见图2)。为了研究热电偶放置位置对测试结果的影响,曾做了试验进行了验证,使用同一台灼热丝试验装置和灼热丝,将热点偶的放置位置发生变动,分析灼热丝工作点温度变化情况。实验时先放置在0.56mm处然后放置在1.49mm处,并分别在测试前都同样先使用“银箔法”进行自校,然后对同一被试样品进行测试,但得到的测试结果却差异较大,具体结果如下:通过上表可以看出,当热电偶放置位置距离相差0.93mm时,同一块被测试样品的起燃点将相差50℃,原因是灼热丝头部表面与热电偶距离越远,实际灼热丝的温度就越高于热电偶显示的温度。因此在进行自校时仅用“银箔法”而不对灼热丝头部表面与热电偶距离进行自校同样会导致测试结果的严重偏离,从而直接影响测试结果的准确性。3.4测试结果产生的影响有些试验人员在使用不带保持温度的反馈装置的灼热丝试验装置进行灼热丝试验,当温度波动时采用了手动补偿的方法,这一操作动作对测试结果产生的严重影响与本文中3.1描述相同。同时,在灼热丝试验后使用钢刷对灼热丝进行清理时,一些试验操作人员不注意热电偶的位置,无意之中使灼热丝头部表面与热电偶的距离加大导致测试结果偏离。另外,在灼热丝试验装置中灼热丝与热电偶为易耗品,据统计频繁使用的热电偶平均使用2个月左右后即会被毁坏,因此应密切注意灼热丝与热电偶是否有损,有损的灼热丝与热电偶同样也会导致测试结果偏离。4试验装置的选择和操作对带有用于保持温度的反馈装置的灼热丝试验装置应拆除反馈装置。对于灼热丝供电电压应进行稳压处理。在对灼热丝试验装置进行自校时,对热电偶放置位置也应进行校验。同时加强试验人员的培训,规范在试验过程中和试验完毕后的清理操作程序。另外应密切注意灼热丝与热电偶的是否有