TD13465-3型不透性石墨材料抗壓強度試驗機使用說明書

1.簡介

本試驗機是河北天棋星子檢測設備有限公司依據(jù)GB/T 13465.3—2014標準開發(fā)生產(chǎn)的，專用于測定不透性石墨材料（包括塊材、石墨管、粘接劑澆鑄件）的抗壓強度。通過精確施加軸向載荷并記錄破壞時的極限載荷值，結合試樣幾何尺寸計算單位面積承受的極限應力（抗壓強度），為石墨材料的力學性能評估提供可靠數(shù)據(jù)。

2.規(guī)范性引用文件

下列文件對于本試驗機的正確使用至關重要。凡注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本說明書；未注日期的引用文件，其最新版本（包括所有修改單）均適用。

GB/T 13465.1不透性石墨材料試驗方法第1部分：力學性能試驗方法總則（包含試樣制備、結果處理及報告要求）

GB/T 13465.3—2014不透性石墨材料試驗方法第3部分：抗壓強度（核心試驗方法依據(jù)）

3.術語和定義

本說明書采用的術語與GB/T 13465.1及GB/T 13465.3—2014一致，關鍵術語如下：

抗壓強度（Compressive Strength）：不透性石墨材料在軸向壓縮載荷作用下，單位面積所能承受的最大載荷值（單位：MPa），反映材料抵抗壓縮破壞的能力。

4.技術參數(shù)

5.儀器結構與組成

TD13465-3型試驗機主要由以下部分組成：

主機框架：高強度鋼構機架，提供穩(wěn)定的軸向加載支撐，確保載荷傳遞的準確性。

加載系統(tǒng)：伺服電機驅(qū)動的高精度液壓/機械加載裝置，可勻速（0~15 mm/min）施加軸向壓力，無沖擊加載。

測力傳感器：高靈敏度負荷傳感器（量程200 kN），實時采集載荷數(shù)據(jù)并傳輸至控制系統(tǒng)。

位移測量系統(tǒng)：內(nèi)置位移傳感器（精度±0.01 mm），監(jiān)測試樣壓縮過程中的軸向位移。

控制系統(tǒng)：微電腦控制面板（含液晶顯示屏），支持加載速度設定、實時數(shù)據(jù)（載荷、位移）顯示及試驗數(shù)據(jù)存儲。

試樣保護套：可拆卸式金屬/尼龍防護裝置，安裝于試樣周圍，防止試樣破裂時碎片飛出造成傷害。

操作面板：集成急停按鈕、速度調(diào)節(jié)旋鈕、啟動/停止按鍵及顯示屏，便于用戶操作。

6.適用范圍

本試驗機適用于符合GB/T 13465.1及GB/T 13465.3—2014標準的不透性石墨材料，包括但不限于：

石墨塊材（圓柱形，常見規(guī)格φ45 mm或φ25 mm，高度同直徑）；

石墨管（外徑、壁厚按產(chǎn)品規(guī)格，高度等于管外徑）；

粘接劑澆鑄件（圓柱形，φ25 mm×25 mm）。

7.試樣要求

試樣的制備、尺寸及表面質(zhì)量需嚴格遵循GB/T 13465.1及本標準規(guī)定，具體要求如下：

7.1試樣類型與尺寸

塊材：圓柱形，直徑（φ45 mm±0.1 mm）×高度（45 mm±0.1 mm）或φ25 mm±0.1 mm×高度（25 mm±0.1 mm）。

石墨管：圓柱形管狀，高度等于管外徑；外徑、壁厚及偏差按產(chǎn)品實際規(guī)格執(zhí)行。

粘接劑澆鑄件：圓柱形，φ25 mm±0.1 mm×高度（25 mm±0.1 mm）。

7.2幾何精度要求

受壓面平行度：≤0.05 mm（確保載荷均勻分布）。

表面粗糙度：Ra≤3.2μm（避免表面缺陷影響測試結果）。

7.3數(shù)量要求

每組試驗至少制備5個有效試樣，剔除明顯缺陷（如裂紋、氣泡）的試樣。

8.試驗前準備

8.1試樣測量

塊材/粘接劑澆鑄件：沿試樣軸向測量3個不同位置，每位置測量互相垂直的直徑各1次，取6個數(shù)據(jù)的算術平均值作為試樣直徑（D，單位：mm）。

石墨管：

外徑（D）：沿軸向測量3個位置，每位置測互相垂直的直徑各1次，取6個數(shù)據(jù)的平均值；

內(nèi)徑（d）：測量管兩端管口處的內(nèi)徑，每端測互相垂直的直徑各1次，取4個數(shù)據(jù)的平均值。

8.2試驗機檢查

檢查電源連接是否正常（220 V，接地可靠），確認設備接地良好。

開機預熱5~10分鐘，確保傳感器、控制系統(tǒng)穩(wěn)定。

檢查加載系統(tǒng)是否靈活，位移傳感器讀數(shù)是否歸零。

安裝試樣保護套（防止試樣破裂飛濺）。

8.3參數(shù)設置

通過控制面板設定加載速度為10 mm/min~15 mm/min（推薦12 mm/min），確保符合標準要求。

9.試驗步驟

1.試樣安裝：將待測試樣置于試驗機工作臺中心位置，確保試樣軸線與加載方向完全重合（可通過對中裝置輔助調(diào)整）。安裝試樣保護套，固定牢固。

2.清零操作：在試樣安裝完成后，通過控制面板將載荷和位移顯示值清零。

3.啟動加載：按下“啟動”按鈕，試驗機以設定的速度（10~15 mm/min）勻速施加軸向壓力，加載過程中保持無沖擊、無振動。

4.監(jiān)測與記錄：觀察試樣變形情況，當試樣出現(xiàn)明顯破壞（如裂縫擴展至整體失效、載荷急劇下降）時，立即記錄此時的最大載荷值（P，單位：N）。若試樣未完全破壞但載荷無法繼續(xù)增加（如達到設備量程限制），需終止試驗并重新檢查試樣。

5.結束操作：試驗完成后，按下“停止”按鈕，卸載載荷，取出試樣殘體。重復上述步驟完成剩余試樣的測試。

10.結果計算

10.1計算方法

10.1.1按式(1)計算石墨塊材、粘接劑澆鑄件抗壓強度σc,單位為兆帕(MPa)。

σ=4P/πD2…………………………(1)

式中:

P—斷裂負荷值,單位為牛頓(N);

D—試樣直徑,單位為毫米(mm)。

7.1.2按式(2)計算石墨管抗壓強度σc,單位為兆帕(MPa)。

σc=4P/π（D2-d2）…………………………(2)

式中:

P—斷裂負荷值,單位為牛頓(N);

D—石墨管外徑,單位為毫米(mm);

d—石墨管內(nèi)徑,單位為毫米(mm)。

試驗結果處理按GB/T 13465.1的有關規(guī)定。10.2結果處理

計算每組5個試樣的抗壓強度值，剔除異常值（如超出平均值±15%的數(shù)據(jù)，需根據(jù)GB/T 13465.1判定）。

取剩余有效試樣的算術平均值作為該組試樣的抗壓強度最終結果，結果保留至小數(shù)點后1位（單位：MPa）。

具體數(shù)據(jù)處理要求參照GB/T 13465.1的相關規(guī)定（如有效數(shù)字、修約規(guī)則）。

11.注意事項

安全操作：試驗過程中嚴禁將手或其他物體靠近加載區(qū)域，防止試樣破裂時飛濺傷人；緊急情況下立即按下“急停”按鈕。

試樣對中：必須確保試樣軸線與加載方向完全一致，否則會導致偏心加載，使測試結果失真。

環(huán)境要求：試驗環(huán)境溫度建議為（23±2）℃，相對濕度≤80%，避免溫度波動影響材料性能。

設備維護：定期檢查傳感器、加載系統(tǒng)及控制系統(tǒng)，避免因長期不用導致精度下降；禁止超量程使用（最大載荷≤200 kN）。

數(shù)據(jù)記錄：試驗過程中需實時記錄載荷值及對應的位移變化，避免人為誤讀。

12.維護與保養(yǎng)

日常維護：每次試驗后清潔工作臺及試樣殘留物，檢查傳感器連接線是否松動；長期不用時切斷電源，覆蓋防塵罩。

定期校準：每半年或累計試驗次數(shù)達1000次時，需對測力傳感器和位移傳感器進行校準（建議由專業(yè)機構或廠家技術人員操作）。

潤滑保養(yǎng)：根據(jù)設備使用頻率，每3~6個月對傳動部件（如絲杠、導軌）加注適量潤滑油（具體型號參考設備手冊）。

故障處理：若出現(xiàn)載荷顯示異常、加載速度不穩(wěn)定等問題，立即停止使用并聯(lián)系廠家售后。

13.故障排除（常見）

14.試驗報告要求

試驗報告內(nèi)容應符合GB/T 13465.1的規(guī)定，至少包含以下信息：

試驗依據(jù)標準（GB/T 13465.3—2014）；

試樣類型、規(guī)格及數(shù)量；

試樣制備及測量方法（包括直徑/內(nèi)徑測量數(shù)據(jù)）；

試驗機型號（TD13465-3）、加載速度（10~15 mm/min）；

每個試樣的破壞載荷值（P）及計算得到的抗壓強度（σc）；

組試樣的抗壓強度平均值、標準差（如有）及最終結果；

試驗日期、環(huán)境條件（溫度、濕度）及試驗人員簽名。

15.售后服務

河北天棋星子檢測設備有限公司提供以下服務：

設備質(zhì)保期：自出廠之日起12個月（非人為損壞免費維修）；

技術支持：提供免費操作培訓及遠程指導；

維修服務：終身提供配件供應及故障維修（聯(lián)系方式見設備銘牌或說明書封底）。

警告：本設備需由經(jīng)過培訓的專業(yè)人員操作，嚴禁擅自改裝或違規(guī)使用！