CN104807713A - 一种燃机叶片涂层高效热冲击联合性能测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种燃机叶片涂层高效热冲击联合性能测试装置，包括高温电炉***、冷却水***、风冷***、试片呈放装置、控制***；所述试片呈放装置包括设在行车机构上的试件篮和试件呈座，所述试件篮通过行车机构往返于高温电炉***与冷却水***之间；所述试件呈座通过行车***往返于高温电炉***与风冷***之间。本发明可以在水冷、自然冷却、强制风冷这三种条件下检测试片的抗热冲击性能，满足不同的实验需求，大大提高实验效率。在实验过程中可以设定加热、冷却时间，自然冷却和强制空冷两种实验模式可以实现全自动化，自行进行热冲击实验并记录实验次数。通过温控设备可以对冷却水温度进行设定，使得水温保持在一定值，取得更准确的实验数据。

Description

一种燃机叶片涂层高效热冲击联合性能测试装置

技术领域

本发明涉及热障涂层热冲击联合性能检测设备，具体地讲是燃机叶片热障涂层高效热冲击性能联合测试装置。

背景技术

随着燃气轮机向着高进气温度方向的发展,热端部件的使用温度要求越来越高，已达到高温合金和单晶材料的极限状况。它们处于高温氧化和高温气流冲蚀等恶劣环境中，承受温度高达1100℃，已超过了高温镍合金使用的极限温度1075℃。而将金属的高强度、高韧性与陶瓷的耐高温的优点结合起来所制备出的热障涂层能大大改善上述问题。

热障涂层（TBC）是目前高温防护性能最佳、应用前景最好的表面防护涂层之一。但目前只能通过金相观察微观组织来判断试验件的性能，缺乏对试验件进行热性能检测的专业设备。而抗热冲击性是检验热障涂层性能的重要标准，因此建立一套检测涂层抗热冲击性能的设备十分迫切。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种燃机叶片热障涂层高效热冲击性能联合测试装置，该装置能够模拟出骤冷骤热环境，测试比较研制出的多种新型热障涂层或其它高温涂层试样的使用寿命，为实现涂层研发提供更多的数据支持。

实现本发明的技术方案是：一种燃机叶片涂层高效热冲击联合性能测试装置，包括高温电炉***、冷却水***、风冷***、试片呈放装置、控制***；所述试片呈放装置包括设在行车机构上的试件篮和试件呈座，所述试件篮通过行车机构往返于高温电炉***与冷却水***之间；所述试件呈座通过行车机构往返于高温电炉***与风冷***之间。

所述冷却水***包括冷却水槽、沥水板、过滤板、风干机、循环水泵、冷却管、加热棒；所述冷却水槽上部设有沥水板和风干机；冷却水槽内设有过滤板，该过滤板上有循环水泵；所述冷却管和加热棒设在过滤板下方。

所述循环水泵、冷却管、加热棒由各自控制装置控制，并分别与温度监测控制器连接。

所述风冷***包括离心风机、接近开关，并与控制***相连。

所述高温电炉***为二工位钟罩式电阻炉。

所述行车机构为直线导轨行车机构。

所述试件篮采用高温合金材料制成，其上部有篮把，底部有多个小孔。

所述试件呈座用碳化硅结合氮化硅陶瓷材料制成，其底部设计有流道孔。

所述控制***包括PLC控制器和人机界面***；该***自动对离心风机进行控制，实现自然风冷或强制风冷，自行对试验次数进行记录和显示加热或冷却时间。

本发明的有益效果是：

1、实验过程中，行车机构会来回切换试件篮与试件呈座，让试件始终有一个处于加热保温状态，另一试件处于冷却状态，提高实验效率及具备同时进行热冲击联合试验的条件。

2、可以对同一批试件，左边在冷却水槽中进行水冷冲击，右边通过离心风机进行强制风冷冲击或自然冷却，这样方便比较试片性能，具备对比性。

3、同时也可以只对试件进行强制风冷或自然风冷两种热冲击实验，并且本发明燃机叶片涂层高效热冲击联合测试装置可以实现完全自动化及记录实验次数。

附图说明

图1为本发明结构立体示意图；

图2为图1的后视立体示意图；

图3为本发明冷却水***示意图；

图4为本发明装置中的试件篮示意图；

图5为本发明装置中的试件呈座示意图。

图中标号：1—风干机，2—沥水板，3—循环水泵，4—过滤板，5—冷却管，6—加热棒，7—试件篮，8—冷却水槽，9—二工位钟罩式高温电炉，10—离心风机，11—试件呈座，12—行车机构，13—控制柜，14—排水阀，15—篮把，16—小孔，17—试件，18—流道孔。

具体实施方式

如图1至5所示，一种燃机叶片涂层高效热冲击联合性能测试装置，包括高温电炉***、冷却水***、风冷***、试片呈放装置、控制***；所述试片呈放装置包括设在行车机构12上的试件篮7和试件呈座11，分别放入试件7，所述试件篮7通过行车机构12往返于高温电炉***与冷却水***之间；所述试件呈座11通过行车机构12往返于高温电炉***与风冷***之间。所述冷却水***包括冷却水槽8、沥水板2、过滤板4、风干机1、循环水泵3、冷却管5、加热棒6；所述冷却水槽8上部设有沥水板2和风干机1；冷却水槽8内设有过滤板4，该过滤板4上有循环水泵3；所述冷却管5和加热棒6设在过滤板4下方。所述循环水泵3、冷却管5、加热棒6由各自控制装置控制，并分别与温度监测控制器连接。所述风冷***包括离心风机10、接近开关，并与控制***相连。所述高温电炉***为二工位钟罩式电阻炉9。所述行车机构12为直线导轨行车机构。所述试件篮7采用高温合金材料制成，其上部有篮把15，底部有多个小孔16。所述试件呈座11用碳化硅结合氮化硅陶瓷材料制成，其底部设计有流道孔18。所述控制***包括PLC控制器和人机界面***；该***自动对离心风机10进行控制，实现自然风冷或强制风冷，自行对试验次数进行记录和显示加热或冷却时间。

本发明工作过程是：在开始实验前，需启动二工位钟罩式电阻炉9，设定好加热温度和保温时间。在达到实验温度后，启动控制柜13的上电按钮，在人机界面上设定好行车机构的加热、冷却时间切换时间。选择实验模式（联合热冲击模式、强制风冷模式或自然冷却模式）。按下启动键，***开始自动记录实验时间及次数。行车机构12升降通过底部气缸来实现，电机实现其左右行走的功能。实验过程中，行车机构12会来回切换试件呈座11，让试件17始终有一个处于加热保温状态，另一试件17处于冷却状态，提高实验效率及具备同时进行热冲击联合试验的条件。可以对同一批试件17，左边在冷却水槽8中进行水冷冲击，右边通过离心风机10进行强制风冷冲击或自然冷却，这样方便比较试片性能，具备对比性。同时也可以只对试件17进行强制风冷或自然风冷两种热冲击实验，并且本发明燃机叶片涂层高效热冲击联合测试装置可以实现完全自动化及记录实验次数。在实验结束时，应先关闭电炉9，设定冷却时间。最后按下试验台控制柜13停止按钮，关闭***。冷却水槽8在使用一定时间后需通过排水阀14更换冷却水，保证冷却水的清洁，避免污染试片，影响实验效果。

Claims (9)

1. 一种燃机叶片涂层高效热冲击联合性能测试装置，其特征在于：包括高温电炉***、冷却水***、风冷***、试片呈放装置、控制***；所述试片呈放装置包括设在行车机构上的试件篮和试件呈座，所述试件篮通过行车机构往返于高温电炉***与冷却水***之间；所述试件呈座通过行车机构往返于高温电炉***与风冷***之间。

2.根据权利要求1所述燃机叶片涂层高效热冲击联合性能测试装置，其特征在于：所述冷却水***包括冷却水槽、沥水板、过滤板、风干机、循环水泵、冷却管、加热棒；所述冷却水槽上部设有沥水板和风干机；冷却水槽内设有过滤板，该过滤板上有循环水泵；所述冷却管和加热棒设在过滤板下方。

3.根据权利要求2所述燃机叶片涂层高效热冲击联合性能测试装置，其特征在于：所述循环水泵、冷却管、加热棒由各自控制装置控制，并分别与温度监测控制器连接。

4.根据权利要求1所述燃机叶片涂层高效热冲击联合性能测试装置，其特征在于：所述风冷***包括离心风机、接近开关，并与控制***相连。

5.根据权利要求1所述燃机叶片涂层高效热冲击联合性能测试装置，其特征在于：所述高温电炉***为二工位钟罩式电阻炉。

6.根据权利要求1所述燃机叶片涂层高效热冲击联合性能测试装置，其特征在于：所述行车机构为直线导轨行车机构。

7.根据权利要求1所述燃机叶片涂层高效热冲击联合性能测试装置，其特征在于：所述试件篮采用高温合金材料制成，其上部有篮把，底部有多个小孔。

8.根据权利要求1所述燃机叶片涂层高效热冲击联合性能测试装置，其特征在于：所述试件呈座用碳化硅结合氮化硅陶瓷材料制成，其底部设计有流道孔。

9.根据权利要求1所述燃机叶片涂层高效热冲击联合性能测试装置，其特征在于：所述控制***包括PLC控制器和人机界面***；该***自动对离心风机进行控制，实现自然风冷或强制风冷，自行对试验次数进行记录和显示加热或冷却时间。