現(xiàn)存檢測方法和性能指標不適應

　　現(xiàn)存的一些耐火材料性能檢測方法，就其適應性而言，主要存在以下5方面的不足：①實驗室檢測條件與實際使用條件不一致；②性能檢測多在無約束條件下進行，而實際中材料會受到各種應力，且不同區(qū)域所受應力不同，造成了檢測結果與耐火材料的使用性能不對應；③時效的影響沒有充分考慮；④多破壞因素的協(xié)同作用未充分體現(xiàn)；⑤理化指標范圍規(guī)定得不合理。

1.實驗室檢測條件與實際使用條件不一致
　　①抗熱震性檢測方法。耐火材料抗熱震性的檢測方法有多種，如水冷或空冷后觀察開裂程度法、水冷或空冷后測殘余強度法、臨界溫差法、X-射線透射法和超聲波法等。這些方法共性的不足，就是檢測條件與耐火材料實際所受熱震條件有較大差異?？篃嵴鹦詼y試條件與實際條件的差異主要體現(xiàn)在冷卻條件上。首先，實際使用條件下的冷卻強度不可能達到檢測方法（如水冷）冷卻強度。在此不妨用一個不盡恰當?shù)谋扔鳎喝绻覀冇贸踔猩目荚嚲韥砜夹W生，應考者可能都考不及格，但還是有差別的?？赡苡?/font>50分的不及格，有30分的不及格，因為我們選用的考試卷（評價方法）不合理，所以區(qū)分不出高低。其次，熱震溫度通常選擇1000℃或1100℃，模擬的是耐火材料在實際使用中熱震的溫度差值，而非真實高低溫度的變化。②抗渣性檢測方法。耐火材料的抗渣性是其重要的高溫性能。耐火材料被熔渣的侵蝕是其與熔渣發(fā)生化學反應的過程。影響化學反應進程的擴散、濃度、溫度、黏度等因素，同樣影響耐火材料的侵蝕過程。常見的耐火材料抗渣性檢測方法有坩堝法、靜態(tài)浸漬法、回轉抗渣法、感應爐法等。對感應爐法和回轉抗渣法，可多次加渣，消除了熔渣濃度引起的偏差，且二者屬于動態(tài)抗渣法，即在一定程度上可模擬熔渣或金屬熔液對耐火材料的沖刷作用。但在具體操作中，試樣內(nèi)部的溫度及應力情況與實際情形仍然相差甚遠，基本都是在空氣中進行，不控制氣氛，氧的分壓較高，對含有金屬、炭素及非氧化物的耐火材料，會加速其氧化。這些因素，造成檢測手段與實際情況存在不適應性。如何改進檢測方法，盡可能減少這些不適應性，值得探討和實踐。
　　2.無約束與有約束條件的不一致
　　耐火材料的許多性能在實驗室條件下測試時，往往是沒有外力約束的，如耐火度、熱膨脹、加熱*線變化、熱態(tài)抗折強度、水冷或空冷法測熱震穩(wěn)定性等等。而在實際使用中，耐火材料并不處在自由狀態(tài)，會受到來自襯體自重和其他機械應力的約束，使它們的性能與無約束情況下有所不同。而目前的設計、性能指標確定和測試，對外應力的影響考慮不足，耐火材料在有約束和無約束條件下的性能是有差異的，例如在有荷重條件下，熱膨脹量通常要小于自由膨脹量。國外較重視有約束條件下的性能測試，如美國早已有ASTMC832-00標準，規(guī)定了檢測有荷重條件下耐火材料熱膨脹和蠕變的標準測試方法。我國2008年前一直沒有這類在有約束條件下檢測熱膨脹的標準，zui近擬出了GB/T7320-2008標準，其中示差法熱膨脹試驗方法，儀器和方法與荷軟相同，與EN993-19誜2004標準（致密定型耐火制品試驗方法第十九部分，示差法熱膨脹的測定）接軌了，值得我國耐火材料工作者重視和踐行。
　　3.時效的影響
　　有的耐火材料使用壽命是以年、十幾年乃至幾十年來計算的（如有的軋鋼加熱爐、高爐、熱風爐、焦爐等），現(xiàn)行的即使像高溫蠕變長達50小時的測試，也不足以反映長時間后的行為。典型的例子是有的熱風爐用低蠕變磚，交貨時的荷重軟化溫度、抗蠕變性指標是優(yōu)良的，但使用不長時間（如2～3年）后，則嚴重變形甚至釀成塌爐事故，其原因就是沒有考慮磚中雜質(zhì)隨時間延長而產(chǎn)生的破壞作用。相比之下，歐美國家的檢測比較注重時效的影響。如研究熱態(tài)抗折強度，有的保溫時間長達24小時；對耐火纖維制品加變化的考察，有的長達500小時。耐火材料的疲勞問題和使用環(huán)境介質(zhì)的時效影響不容忽視，目前尚缺乏測試和評價方法。
　　4.多因素的共同破壞作用
　　耐火材料在實際使用中往往受到多因素的共同破壞。目前在研究和測試中，往往是針對某個性能而開展的，很難同時考察多因素的共同作用。這與耐火材料實際研發(fā)和應用中，對多種性能要統(tǒng)籌考慮的需要不相適應?？上驳氖牵陙?，國內(nèi)外在研究和檢測方法上呈現(xiàn)出多因素一體化的趨勢，例如循環(huán)流化床鍋爐等用耐火耐磨料在使用溫度下的熱態(tài)耐磨性（溫度+耐磨）、熱震+抗渣、應力+熱震、真空+抗渣、變溫+抗蠕變等復合型檢測方法，正在積極發(fā)展中。
　　5.理化指標的不合理性
　　我國的耐火材料國家或行業(yè)標準中，理化指標數(shù)值范圍規(guī)定有一定的不科學、不合理性。常見的指標數(shù)值范圍多是“＞、≥”或“＜、≤”，很少有“～”出現(xiàn)。這會有“越高越好或越低越好”誤導的可能性。一是造成質(zhì)量功能富裕過多而浪費，二是會降低或削減其他性能。如某種產(chǎn)品燒后的常溫耐壓強度指標標準是＞80MPa，實際使用時60MPa，*可以滿足使用要求，生產(chǎn)時將指標控制在80～100MPa較為經(jīng)濟合理。若我們將實際產(chǎn)品指標做到120MPa，那么高出的20MPa強度質(zhì)量功能就浪費掉了。試想要提高其強度，材料盡可能地燒結良好，接近致密化，這勢必影響到其抗熱震性，如果該材料在溫度波動不是太大的條件下使用尚可，否則其使用壽命將會受到一定的影響。再如，有時我們從提高耐火材料抗侵蝕性的目的出發(fā)，盡可能地提高材料的純度，但高純材料就意味著難以燒結、不夠致密，熔渣易于滲透，增加了產(chǎn)生結構剝落的風險性。
　　耐火材料的各項性能相互關聯(lián)、互相消長，應根據(jù)具體的使用工況全面兼顧，“德才兼?zhèn)?/font>”才能達到選材合理。對一定的使用環(huán)境，耐火材料的性能指標有個合理的范圍，使經(jīng)濟性與技術性相互匹配，才能達到提高性價比、提高適宜性的目的。