[發(fā)明專利]一種燃機(jī)熱障涂層隔熱效果測(cè)試裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510180512.5
• 申請(qǐng)日: 2015-04-16
• 公開（公告）號(hào): CN104792819A
• 公開（公告）日: 2015-07-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王焱;梁君;李小江;薛慧婷;李霽;禹爭光;陳明東;楊德存;白潤東;宋冬梅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東方電氣集團(tuán)東方汽輪機(jī)有限公司
• 主分類號(hào): G01N25/20
• 分類號(hào): G01N25/20
• 代理公司: 成都蓉信三星專利事務(wù)所(普通合伙) 51106
• 代理人: 劉克勤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及燃機(jī)熱障涂層的熱性能檢測(cè)設(shè)備，具體地講是一種燃機(jī)熱障涂層隔熱效果測(cè)試裝置。

背景技術(shù)

現(xiàn)代燃?xì)廨啓C(jī)廣泛應(yīng)用于電廠發(fā)電、艦船動(dòng)力、航空發(fā)動(dòng)機(jī)，是衡量一個(gè)國家工業(yè)制造水平的最高標(biāo)準(zhǔn)?？v觀全球，能自主生產(chǎn)燃?xì)廨啓C(jī)的僅有少數(shù)幾個(gè)發(fā)達(dá)國家的少數(shù)企業(yè)。隨著現(xiàn)代燃?xì)廨啓C(jī)的不斷升級(jí)，絕大多數(shù)的燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣溫度均已經(jīng)超過1300℃，而最新研發(fā)的燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣溫度已經(jīng)超過1600℃。進(jìn)氣溫度越高，燃機(jī)的效率和經(jīng)濟(jì)性也越高，這就對(duì)燃機(jī)高溫部件的熱性能提出了更高的要求?，F(xiàn)代研制的高溫合金普遍的工作溫度小于1000℃，且提升燃機(jī)冷卻系統(tǒng)的冷卻效率也已經(jīng)非常有限，現(xiàn)在廣泛的方法是在金屬基材表面制備一層熱障涂層。它可以有效的降低燃機(jī)葉片的溫度，減緩高溫燃?xì)鉄崃Ωg，延長高溫葉片的壽命，提高燃機(jī)的效率非常明顯。

????熱障涂層在燃機(jī)上運(yùn)行前，都需要對(duì)其進(jìn)行一系列熱性能驗(yàn)證測(cè)試，其中作為熱障涂層的基本參數(shù)-隔熱效果，是評(píng)判熱障涂層性能是否優(yōu)良的重要標(biāo)準(zhǔn)。因此采取科學(xué)的辦法，測(cè)試、驗(yàn)證、評(píng)價(jià)涂層的隔熱性能，是確保涂層開發(fā)、燃機(jī)核心部件可靠性的重要環(huán)節(jié)。同時(shí)熱障涂層由于自身工作特點(diǎn)復(fù)雜，服役工況惡劣，隔熱效果的測(cè)試不易直接在燃燒器或者透平動(dòng)葉上進(jìn)行，可行的方法是用試樣來模擬熱障涂層的工作環(huán)境，檢測(cè)其隔熱性能。因此需設(shè)計(jì)制造一套適用于熱障涂層試樣隔熱效果測(cè)試的裝置。

發(fā)明內(nèi)容

????本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)問題，提供一種燃機(jī)熱障涂層隔熱效果測(cè)試裝置，該裝置用試樣來模擬熱障涂層的工作環(huán)境，方便地檢測(cè)其隔熱性能。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種燃機(jī)熱障涂層隔熱效果測(cè)試裝置，其特征在于：包括試驗(yàn)電爐、系統(tǒng)控制箱、熱障涂層試樣和參照試樣；所述熱障涂層試樣和參照試樣為大小形狀完全相同的一端封閉的圓管，它們均放置于試驗(yàn)電爐內(nèi)同等受熱高溫環(huán)境；開口端均通過冷氣進(jìn)氣管與系統(tǒng)控制箱內(nèi)的質(zhì)量流量計(jì)連接；所述熱障涂層試樣和參照試樣的內(nèi)壁均安裝有熱電偶，所述熱電偶與系統(tǒng)控制箱連接。

所述質(zhì)量流量計(jì)連接冷卻氣流量控制器，并由冷卻氣流量控制器進(jìn)行大小調(diào)節(jié)。

所述熱障涂層試樣和參照試樣內(nèi)通入的冷卻氣，流量大小是一致的。

所述試驗(yàn)電爐為管式電爐，試驗(yàn)溫度可調(diào)節(jié)，爐膛恒溫區(qū)長度由兩試樣總長確定，熱障涂層試樣和參照試樣分別從爐膛的左右方向放入，保證同時(shí)置于恒溫區(qū)。

所述熱障涂層試樣和參照試樣的開口端均有端蓋，所述端蓋上有進(jìn)氣管、出氣管和熱電偶通道，保證了試樣內(nèi)部與外部環(huán)境分開。

所述熱電偶通過在熱障涂層試樣或參照試樣的中部鉆削一個(gè)小孔，焊接在緊貼內(nèi)壁小孔下方位置。

所述焊接為熔焊焊接。

所述系統(tǒng)控制箱通過分別安裝在兩路進(jìn)氣管上的球閥、電磁閥控制通入熱障涂層試樣和參照試樣的冷卻氣通斷。

所述熱障涂層試樣和參照試樣的內(nèi)壁溫度，通過系統(tǒng)控制箱顯示。

本發(fā)明的有益效果是：

1、該裝置可模擬燃機(jī)燃燒器熱障涂層的受熱、隔熱、冷卻等服役環(huán)境，通過實(shí)驗(yàn)可以準(zhǔn)確測(cè)試熱障涂層在本裝置條件下的隔熱效果。

2、采用對(duì)比測(cè)試，可排除冷卻氣降溫效果，測(cè)量結(jié)果即為熱障涂層的本身隔熱效果。

3、用本發(fā)明的熱電偶安裝結(jié)構(gòu)，使熱電偶與式樣內(nèi)壁緊密，所測(cè)量溫度真實(shí)。用打孔加熔焊焊接，使加工變得容易。

4、本發(fā)明的試樣結(jié)構(gòu)，能保證試樣在試驗(yàn)時(shí)，試樣內(nèi)部的冷卻氣環(huán)境與外部的電爐加熱環(huán)境隔開，不相互影響。

5、本發(fā)明可測(cè)試試樣在不同試驗(yàn)溫度、不同冷卻氣流量大小下熱障涂層的不同隔熱效果，可以模擬燃機(jī)涂層在真實(shí)工作環(huán)境下受冷氣冷卻的工作條件，使得測(cè)試的隔熱效果更符合涂層實(shí)際工作結(jié)果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2本發(fā)明測(cè)試原理示意圖；

圖3為熱障涂層試樣結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標(biāo)號(hào)：1—冷卻氣流量控制器，2—系統(tǒng)控制箱，3—進(jìn)氣管，4—熱電偶，5—參照試樣，6—管式電爐，7—出氣管，8—熱障涂層試樣，9—球閥，10—電磁閥，11—質(zhì)量流量計(jì)，12—端蓋，13—熱障涂層，14—熔焊。

具體實(shí)施方式