微机控制脱硝(SCR)催化剂抗压试验机
一、设备概述与执行标准
1.用途
专门检测蜂窝式、平板式、三叶草型SCR脱硝催化剂两大核心指标:
轴向抗压强度(压力平行蜂窝孔道,模拟模块堆叠竖向承重)
径向抗压强度(压力垂直蜂窝孔道,模拟烟气侧向冲刷、搬运挤压)适用于催化剂出厂质检、电厂在役催化剂复检、第三方CNAS环保材料实验室。
2.强制执行标准
GB/T 31587-2015《蜂窝式烟气脱硝催化剂》
GB/T 38219-2019《烟气脱硝催化剂检测技术规范》
DL/T 1286-2021《火电厂烟气脱硝催化剂检测技术规范》
设备计量:JJG 139拉力压力万能试验机检定规程
二、整机结构(伺服电动微机款,行业主流)
1.刚性主机框架
门式重型焊接机架,高刚性不变形;上下平行不锈钢压板(标配250×250mm),压板平面度≤0.02mm,保证催化剂整块均匀受压;底部配套破碎废料收集抽屉,清理粉尘碎块。
2.伺服加载系统
伺服电机+精密滚珠丝杠匀速下压,闭环恒速率加载;标准加载速率0.2~0.5mm/min(国标强制低速,避免冲击导致强度虚高),无极可调。
3.测力与位移采集
高精度轮辐压力传感器:量程50kN/100kN,力值精度0.5级(CNAS实验室标配),示值误差为≤±0.5% FS;
光栅位移传感器:分辨率0.001mm,同步记录压缩变形量、破碎临界点位移。
4.专用工装附件
轴向定位框:保证催化剂试块居中,无偏心受力;
径向侧向夹持夹具:蜂窝块水平侧压专用,防止侧压时倾倒滑移;
防滑垫板、缓冲硅胶垫(脆性催化剂防局部压溃)。
5.微机测控系统
工控电脑+专业催化剂抗压软件,功能:
自动记录最大破碎力、抗压强度、压缩变形、力-位移曲线;
内置标准计算公式,一键生成符合国标检测报告;
批量存储、USB导出Excel/PDF,自动计算3组平行样平均值、标准差;
过载限位、破碎自动停机、断电数据保存。
三、核心技术参数(国标合规机型)
最大试验力:100kN(常规蜂窝催化剂足够,重型模块可选300kN)
力值精度:0.5级;力分辨率0.01N
位移速度:0.02~5mm/min,标准试验0.2mm/min
压板有效行程:260mm
压板平行度:≤0.02mm
保护:上/下机械限位、力过载保护、试样破碎自动停机
输出:USB、RS232、曲线实时显示、微型打印
四、试样制备规范(国标硬性要求)
尺寸:边长50mm×50mm×高度100mm标准试块,蜂窝孔道完整无破损、无暗裂纹;
端面要求:切割面平整,对角尺寸误差<2%;边角无崩缺、孔壁无断裂;
干燥预处理:105℃烘箱干燥2h,干燥器冷却至室温(水分会大幅降低抗压强度);
平行样:轴向、径向各至少3块试样,取平均值作为最终结果;
区分:轴向测试竖直放置,径向测试水平侧放,使用侧向夹具。
五、标准完整操作流程
(一)试验前准备
设备预检机架调水平,地脚全部落地;清理上下压板粉尘、催化剂碎渣;检查伺服电机、丝杠润滑充足;废料抽屉清空。
通电预热开启主机、工控电脑,软件联机识别传感器;空载驱动压板上下往复2次消除机械间隙,预热30min消除传感器零点漂移。
试样测量游标卡尺测量试块长宽,记录受压截面积(计算抗压强度);检查试样无肉眼可见裂纹、崩角,不合格试样直接舍弃。
工装安装
轴向测试:取下侧向夹具,安装方形居中定位框;
径向测试:更换侧向夹持工装,调节夹具宽度适配试块尺寸。
软件参数设置新建试验方案:
加载速度:0.2mm/min(国标DL/T1286强制);
停机判定:力值骤降70%(试样破碎自动停机);
录入试样规格、批次、测试方向(轴向/径向);力值、位移双清零。
(二)装样与预接触
将干燥冷却后的催化剂试块平稳放置在下压板中心定位框内,保证上下端面完全贴合压板,无倾斜、悬空;
软件控制上压板低速微动下降,直至压板刚好轻触试样表面(力值出现微小读数),再次清零力、位移;
预压确认:观察试样四周无单边缝隙,无偏心倾斜。
(三)正式抗压测试
人员远离压板区域,点击【开始试验】;
设备匀速下压,软件实时同步绘制力-压缩位移曲线,实时显示实时压力、变形量;
全过程观察:
曲线平稳上升为弹性压缩阶段;
曲线突降、伴随催化剂碎裂声响,判定为破碎临界点,设备自动停止加载;
软件自动捕捉峰值破坏力F(N),自动计算抗压强度:
\(P=\frac{F}{S}\) P:抗压强度(MPa);S:试样受压截面积(mm²)5.一组试样完成后,上压板自动回升至安全高度。
(四)试验后处理
清理压板上催化剂碎块、粉尘,收集至废料抽屉;
取出破碎试样,拍照记录破碎形貌(整体压溃合格,边角局部崩裂数据作废);
重复装样流程,完成剩余2块平行试样;
全部批次测试完成:软件自动计算3组平均值、标准偏差,导出检测报告存档。
(五)关机流程
压板回归中位安全位置;
关闭测试软件、工控电脑,切断主机电源;
擦拭压板,丝杠补充防锈润滑油;废料抽屉集中清理粉尘。
六、操作核心注意事项
1.试样相关禁忌
带裂纹、崩角、潮湿试样严禁测试,数据严重偏低,无参考意义;
试块必须居中,偏心受压会导致局部先破碎,峰值力偏小、平行样离散超标;
严禁超大尺寸催化剂直接测试,超出压板有效承压面积。
2.加载速度红线
国标固定0.2~0.5mm/min,禁止高速下压:速度过快产生冲击载荷,测得抗压强度偏高,不符合电厂实际工况。
3.设备安全注意
测试过程中手、工具严禁伸入上下压板之间,脆性催化剂破碎飞溅;
超量程测试会损坏压力传感器,设置120% FS过载保护;
压板粉尘必须每次清理,硬质颗粒会划伤压板平面,造成受力不均。
4.轴向/径向测试区分要点
轴向:竖直放置,直接上下压板加压,测堆叠承压;
径向:必须使用侧向专用夹具,不可直接平放侧向施压,试样易倾倒。
5.数据有效性判定
单块试样与平均值偏差>10%,判定为无效样,重新复测;破碎仅发生边角、非整体压溃,数据作废。
七、校准与日常维护
1.计量校准周期(CNAS实验室强制)
每年第三方检定:力值示值误差、压板平行度、位移精度、加载速率;每6个月内部核查:标准测力仪20%/50%/100% FS三点比对。
2.日常保养
每日:清理压板粉尘、废料抽屉;
每周:滚珠丝杠加注专用润滑脂,检查伺服电机异响;
每月:擦拭传感器,检查夹具、定位框有无变形;
长期停机:压板中间放置缓冲垫块,丝杠涂抹防锈油,整机防尘遮盖。
八、配套联用说明
可搭配高低温湿热交变试验箱做老化后抗压测试流程:催化剂先经- 40~85℃湿热交变老化,取出干燥冷却后,再送入本机检测老化前后抗压强度衰减,评估催化剂耐候使用寿命。