一、氮灯耐气候试验机研制
高分子合成材料和金属材料由于具有优良的综合性能, 所以广泛地作为工程材料应用于轻工产品、军事工业、机械工业、化学工业以及国民经济的各个部门。为了评价各种有机材料和金属材料的耐候性, 我国有关部门己制订一些试验方法和标准设备, 如盐雾试验箱、湿热试验箱等r ”。光老化试验主要采用紫外线光老化机。但这类老化机操作复杂, 模拟性不理想, 且其所用零配件、消耗性材料如碳棒, 滤光片等供应来源无保证,致使大部分老化机无法正常使用。在国外,西德是较早使用氮灯的国家, 因此、很多单位都希望在国内也改用氖灯。据资料介绍,佩灯的光谱能量分布从紫外到可见光都比其它光源接近太阳光, 因而摸拟性好, 加速倍率也比紫外型高。加上使用方便, 所以国外己日益广泛使用它, 如15 0、A ST M 、D IN等标准都推荐使用。
因此，正航仪器设备有限公司研制放灯耐候试验机的目的就是以放灯光源代替紫外线碳弧灯光源, 同时引入凝露措施, 以期较大限度地地摸拟自然界的温度、湿度、光、风、雨、凝露等各种因素, 籍以适应石油化工产品的各种耐气候试验需要。
二、研制过程中解决的主要技术问题
(一) 日光的摸拟
1、光源的选择
可用作耐气候机光源的有汞灯、碳弧灯、氖灯等。而氖灯是较新光源, 它的光谱分布比其它光源都更接近于太阳光。根据国外资料介绍‘, ’和我们的试验结果, 氮灯光源对材料的老化规律与太阳光老化规律最接近(见表1 ) , 而且操作简单、方便, 经济上也比较合理。经过反复试验比较, 我们选用6 K W 水冷式氛灯作为耐气候试验机的光源。
2、氛灯尤管结垢的预防
由于氮灯光管在点燃中需要有大量水强制冷却发光柱, 因此, 发光柱就很快的严重结垢, 影响发光强度。若用普通自来水循环冷却, 几小时后就会因结垢致使光强度明显下降, 一、二夭就要用盐酸清洗一次。我们采川蒸馏水冷却之后, 效果比较满意, 一般半个月左右清洗一次。其结构见图1 。采用蒸馏水循环冷却氛灯, 不但减轻了结垢, 它还为在蒸馏水中加入硫酸铜吸收氨灯产生的多余红外线创造了条件。
3、氛灯红外线的去除氨灯在长波波段, 特别在红外线波段与平行日光差别较大。据资料介绍, 佩灯有80 0 一10 0 毫微米的红外线发射出来, 由之造成试验样品表面温度过高(一般黑色试样可达90 ℃ 以上) , 从而导致呢、老化掩盖光老化的不良倾向。据报导, 国外对老化机用四种方法来减少和控制样品的热吸收。
( 1 ) 高速空气冷却,
( 2 ) 在灯与样品之间设置特别的红外线滤光片, ( 3 ) 使样品远离氮灯光源(但此方法同时减弱了紫外线照射) ,
( 4 ) 转动样品架, 使样品间歇曝光(有些是在黑周期用水喷射, 以期得到更好的温度控制) 。但滤光片有时不单滤红外光, 而且吸收高能量(短波) 的紫外线。因此, 使用受到限制。另外, 滤光片经使用后, 透过的光谱特性也会逐渐变化(叫做“日光化”) , 限制了它的使用寿命, 于是, 标准试验机构如: A S T M就规定必须定期更换新的滤光片。但也有不用滤光片的,如日本。目前国内这些材料尚未过关, 价格贵, 寿命短, 采用滤光片的条件尚不成熟,所以本机未采用滤光系统。为了解决红外线产生的热导致试片表面温升过高的问题, 我们是引入冷凝措施, 即在试片架底座采用冷却水控温的办法来解决(详见冷凝的模拟部分)。
(二) 沮度、扭度的摸拟国内外老化机种类繁多, 这类试验设备大多设有温、湿度控制, 但湿度很少能超过7 0 % (相对湿度)。
我们在试验机试制中体会到, 防止工作室内超温是关键问题。本机调温调湿原理是通过干球控制恒温电热, 湿球控制加湿器, 借以解一决超温、湿度上不去的矛盾的。装置循环鼓风机一是让试样表面保持一定的风速, 二是把加湿器产生的水蒸汽不断带入工作室, 并-通过循环风搅动, 来达到工作室内温度、湿度保持均匀。采用的轴流式鼓风机代替离心式鼓风机, 设备简单, 噪音小。用水蒸汽加湿器代替离心喷雾, 控制灵活
(三) 降雨的傲拟
降雨会将暴露样品表面、特别是逐渐迁移到表面上来的油漆、防锈油、脂中存在易溶解于水的物质冲洗干净或溶解。由于风速、雨点可能使样品遭受物理性破坏, 如夏天的骤雨, 使晒热了的金属材料突然冷却而产生一定的应力。金属材料表面从而受到腐蚀。试验中还发现不同水质的自来水对试样也有影响。为了试验条件尽可能一致, 本机棋拟这种现象的方法是用水泵把蒸馏水制成一定成份的人工水经过一系列的喷咀, 直接喷射到暴露的样品表面上, 其降雨量由降雨时间长短来控制。降雨收集在工作室底部, 然后溢流回降雨水箱, 并经换热盘管冷却到接近室温后, 再循环使用。降雨周期的控制是把过去沿用的齿轮机械传动装置改为两个D S I一A 型时间继电器组合控制。此外,根据不同试验需要, 可任意选择降雨时间和降雨周期(见图3 )。这种控制方法, 巳试用一万多个小时, 证明是比较可靠的。http://www.zhenghangyq.net
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