一、氮燈耐氣候試驗機研制
高分子合成材料和金屬材料由于具有優良的綜合性能, 所以廣泛地作為工程材料應用于輕工產品、軍事工業、機械工業、化學工業以及國民經濟的各個部門。為了評價各種有機材料和金屬材料的耐候性, 我國有關部門己制訂一些試驗方法和標準設備, 如鹽霧試驗箱、濕熱試驗箱等r ”。光老化試驗主要采用紫外線光老化機。但這類老化機操作復雜, 模擬性不理想, 且其所用零配件、消耗性材料如碳棒, 濾光片等供應來源無保證,致使大部分老化機無法正常使用。在國外,西德是較早使用氮燈的國家, 因此、很多單位都希望在國內也改用氖燈。據資料介紹,佩燈的光譜能量分布從紫外到可見光都比其它光源接近太陽光, 因而摸擬性好, 加速倍率也比紫外型高。加上使用方便, 所以國外己日益廣泛使用它, 如15 0、A ST M 、D IN等標準都推薦使用。
因此，正航儀器設備有限公司研制放燈耐候試驗機的目的就是以放燈光源代替紫外線碳弧燈光源, 同時引入凝露措施, 以期較大限度地地摸擬自然界的溫度、濕度、光、風、雨、凝露等各種因素, 籍以適應石油化工產品的各種耐氣候試驗需要。
二、研制過程中解決的主要技術問題
(一) 日光的摸擬
1、光源的選擇
可用作耐氣候機光源的有汞燈、碳弧燈、氖燈等。而氖燈是較新光源, 它的光譜分布比其它光源都更接近于太陽光。根據國外資料介紹‘, ’和我們的試驗結果, 氮燈光源對材料的老化規律與太陽光老化規律最接近(見表1 ) , 而且操作簡單、方便, 經濟上也比較合理。經過反復試驗比較, 我們選用6 K W 水冷式氛燈作為耐氣候試驗機的光源。
2、氛燈尤管結垢的預防
由于氮燈光管在點燃中需要有大量水強制冷卻發光柱, 因此, 發光柱就很快的嚴重結垢, 影響發光強度。若用普通自來水循環冷卻, 幾小時后就會因結垢致使光強度明顯下降, 一、二夭就要用鹽酸清洗一次。我們采川蒸餾水冷卻之后, 效果比較滿意, 一般半個月左右清洗一次。其結構見圖1 。采用蒸餾水循環冷卻氛燈, 不但減輕了結垢, 它還為在蒸餾水中加入硫酸銅吸收氨燈產生的多余紅外線創造了條件。
3、氛燈紅外線的去除氨燈在長波波段, 特別在紅外線波段與平行日光差別較大。據資料介紹, 佩燈有80 0 一10 0 毫微米的紅外線發射出來, 由之造成試驗樣品表面溫度過高(一般黑色試樣可達90 ℃ 以上) , 從而導致呢、老化掩蓋光老化的不良傾向。據報導, 國外對老化機用四種方法來減少和控制樣品的熱吸收。
( 1 ) 高速空氣冷卻,
( 2 ) 在燈與樣品之間設置特別的紅外線濾光片, ( 3 ) 使樣品遠離氮燈光源(但此方法同時減弱了紫外線照射) ,
( 4 ) 轉動樣品架, 使樣品間歇曝光(有些是在黑周期用水噴射, 以期得到更好的溫度控制) 。但濾光片有時不單濾紅外光, 而且吸收高能量(短波) 的紫外線。因此, 使用受到限制。另外, 濾光片經使用后, 透過的光譜特性也會逐漸變化(叫做“日光化”) , 限制了它的使用壽命, 于是, 標準試驗機構如: A S T M就規定必須定期更換新的濾光片。但也有不用濾光片的,如日本。目前國內這些材料尚未過關, 價格貴, 壽命短, 采用濾光片的條件尚不成熟,所以本機未采用濾光系統。為了解決紅外線產生的熱導致試片表面溫升過高的問題, 我們是引入冷凝措施, 即在試片架底座采用冷卻水控溫的辦法來解決(詳見冷凝的模擬部分)。
(二) 沮度、扭度的摸擬國內外老化機種類繁多, 這類試驗設備大多設有溫、濕度控制, 但濕度很少能超過7 0 % (相對濕度)。
我們在試驗機試制中體會到, 防止工作室內超溫是關鍵問題。本機調溫調濕原理是通過干球控制恒溫電熱, 濕球控制加濕器, 借以解一決超溫、濕度上不去的矛盾的。裝置循環鼓風機一是讓試樣表面保持一定的風速, 二是把加濕器產生的水蒸汽不斷帶入工作室, 并-通過循環風攪動, 來達到工作室內溫度、濕度保持均勻。采用的軸流式鼓風機代替離心式鼓風機, 設備簡單, 噪音小。用水蒸汽加濕器代替離心噴霧, 控制靈活
(三) 降雨的傲擬
降雨會將暴露樣品表面、特別是逐漸遷移到表面上來的油漆、防銹油、脂中存在易溶解于水的物質沖洗干凈或溶解。由于風速、雨點可能使樣品遭受物理性破壞, 如夏天的驟雨, 使曬熱了的金屬材料突然冷卻而產生一定的應力。金屬材料表面從而受到腐蝕。試驗中還發現不同水質的自來水對試樣也有影響。為了試驗條件盡可能一致, 本機棋擬這種現象的方法是用水泵把蒸餾水制成一定成份的人工水經過一系列的噴咀, 直接噴射到暴露的樣品表面上, 其降雨量由降雨時間長短來控制。降雨收集在工作室底部, 然后溢流回降雨水箱, 并經換熱盤管冷卻到接近室溫后, 再循環使用。降雨周期的控制是把過去沿用的齒輪機械傳動裝置改為兩個D S I一A 型時間繼電器組合控制。此外,根據不同試驗需要, 可任意選擇降雨時間和降雨周期(見圖3 )。這種控制方法, 巳試用一萬多個小時, 證明是比較可靠的。http://www.hnqxt.com
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