[發明專利]火焰噴槍、熱障涂層熱循環測試方法及測試系統

有效

• 申請號: 202011542750.3
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN112285156B
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 原慷;劉建明;彭浩然;鄭兆然;冀曉鵑;張鑫;章德銘
• 申請（專利權）人: 礦冶科技集團有限公司;北礦新材科技有限公司
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 陳露

1.一種熱障涂層熱循環測試方法，其特征在于，包括以下步驟：

（a）對火焰噴槍點火，形成溫度均勻且橫截面為方形的火焰；

所述火焰噴槍的頭端部具有焰氣孔，所述焰氣孔由第一焰氣孔和第二焰氣孔組成，所述第一焰氣孔呈矩形陣列排布，每相鄰的四個所述第一焰氣孔構成的矩形對角線交點處設置有第二焰氣孔；相鄰的兩個所述第一焰氣孔之間的距離、相鄰的兩個所述第二焰氣孔之間的距離、相鄰的所述第一焰氣孔與所述第二焰氣孔之間的距離均相同；

所述火焰噴槍內注有燃氣和助燃氣，所述火焰噴槍能夠形成溫度均勻且橫截面為方形的火焰；

所述第一焰氣孔和所述第二焰氣孔的直徑均獨立地為0.1-0.3mm；

相鄰的兩個所述第一焰氣孔之間的距離、相鄰的兩個所述第二焰氣孔之間的距離、相鄰的所述第一焰氣孔與所述第二焰氣孔之間的距離均獨立地為0.3-0.5mm；

（b）對涂層試樣的正面加熱至預設保溫溫度并保溫預設保溫時間；

（c）在預設保溫時間內，對涂層試樣的背面進行冷卻，使涂層試樣內形成溫度梯度；

（d）保溫結束后，對涂層試樣的正面進行冷卻至預設冷卻溫度；

（e）冷卻結束后，重復步驟（b）-步驟（e），直至循環次數達到預設值或涂層失效后停止；

步驟（b）中，正面加熱時控制燃氣和助燃氣的總流量20-100L/min，加熱距離10-200mm；涂層試樣的正面溫差小于5℃/cm²；

步驟（c）中，通過壓縮空氣對涂層試樣的背面進行冷卻，冷卻時控制壓縮空氣的壓力0.1-10MPa，壓縮空氣的流量0.1-100L/min；方形涂層的正面和背面的溫度差在10-800℃；

背冷裝置面對方形涂層試樣的背面，背冷裝置設計有方形陣列背冷氣孔，用于均勻冷卻方形涂層試樣背面，背冷氣孔呈均勻六角密排形式，孔直徑0.5~0.8毫米，相鄰背冷氣孔之間距離0.5~0.8毫米；

步驟（d）中，通過壓縮空氣對涂層試樣的正面進行冷卻，冷卻時控制火焰噴槍與試樣之間的距離200-1000mm，壓縮空氣的壓力0.1-10MPa，壓縮空氣的流量0.1-100L/min。

2.一種實現權利要求1所述的熱障涂層熱循環測試方法的測試系統，其特征在于，包括試驗系統、氣控系統和電控系統；

試驗系統包括試驗臺，所述試驗臺上依次設置背冷裝置、涂層試樣、正冷裝置和所述火焰噴槍；

所述火焰噴槍能夠在所述試驗臺上滑動，靠近或遠離所述涂層試樣的正面；所述背冷裝置面對所述涂層試樣的背面，所述正冷裝置面對所述涂層試樣的正面；

所述氣控系統提供壓縮空氣、燃氣和助燃氣，所述壓縮空氣分別與所述背冷裝置和所述正冷裝置獨立地連通，用于控制所述背冷裝置和所述正冷裝置對所述涂層試樣進行冷卻，所述燃氣和所述助燃氣均與所述火焰噴槍連通，用于控制所述火焰噴槍對所述涂層試樣進行加熱；

所述電控系統包括程序控制器，所述程序控制器與所述氣控系統和所述試驗系統電連接，用于接收所述試驗系統和所述氣控系統的通信信號并將其轉化為控制信號控制所述試驗系統和所述氣控系統。

3.根據權利要求2所述的測試系統，其特征在于，所述試驗臺上安裝有試樣夾具，用于夾持所述涂層試樣；

所述試驗臺上安裝有滑軌，所述滑軌上安裝有滑動支架，所述火焰噴槍安裝于所述滑動支架上；

所述電控系統還包括：電動裝置，所述電動裝置與滑動支架連接，所述電動裝置與程序控制器電連接，用于控制滑動支架滑動。

4.根據權利要求2所述的測試系統，其特征在于，所述背冷裝置具有背冷氣孔，所述背冷氣孔的排布方式與所述火焰噴槍的焰氣孔的排布方式相同；

所述背冷氣孔的孔直徑為0.5~0.8mm，相鄰兩個所述背冷氣孔之間的距離為0.5~0.8mm；

所述正冷裝置斜向面對所述涂層試樣的正面，所述正冷裝置具有正冷氣孔，所述正冷氣孔呈上密下疏梯形陣列分布，每行正冷氣孔數量比上一行數量少一個；

所述正冷氣孔的孔直徑為0.5~0.8mm。