ICS71.120 CCSG94 中华人民共和国国家标准 GB/T13465.12—2023 不透性石墨材料试验方法 第12部分:导热系数 Testmethodofimpermeablegraphitematerials— Part12:Thermalconductivity 2023-11-27发布 2024-06-01实施 国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会发布目 次 前言 Ⅰ ………………………………………………………………………………………………………… 引言 Ⅱ ………………………………………………………………………………………………………… 1 范围 1 ……………………………………………………………………………………………………… 2 规范性引用文件 1 ………………………………………………………………………………………… 3 术语和定义 1 ……………………………………………………………………………………………… 4 原理 1 ……………………………………………………………………………………………………… 5 试验装置及材料 1 ………………………………………………………………………………………… 6 试样 3 ……………………………………………………………………………………………………… 7 试验方法 4 ………………………………………………………………………………………………… 8 试验结果 5 ………………………………………………………………………………………………… 9 试验报告 6 …………………………………………………………………………………………………GB/T13465.12—2023 前 言 本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 本文件是GB/T13465的第12部分。GB/T13465已经发布了以下部分: ———不透性石墨材料试验方法 第1部分:力学性能试验方法总则; ———不透性石墨材料试验方法 第2部分:抗弯强度; ———不透性石墨材料试验方法 第3部分:抗压强度; ———不透性石墨材料试验方法 第4部分:冲击强度; ———不透性石墨酚醛粘接剂收缩率试验方法; ———不透性石墨管水压爆破试验方法; ———不透性石墨增重率和填孔率试验方法; ———不透性石墨粘接剂粘接剪切强度试验方法; ———不透性石墨粘接剂粘接抗拉强度试验方法; ———不透性石墨材料试验方法 第12部分:导热系数。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中国石油和化学工业联合会提出。 本文件由全国非金属化工设备标准化技术委员会(SAC/TC162)归口。 本文件起草单位:南通山剑防腐科技有限公司、南通星球石墨股份有限公司、广州特种承压设备检 测研究院、南通京通石墨设备有限公司、江苏省特种设备安全监督检验研究院、南通贝思特石墨设备有 限公司、南通理工学院、浙江华熔科技有限公司、苏州泰吉诺新材料科技有限公司、广东思泉新材料股份 有限公司、天华化工机械及自动化研究设计院有限公司。 本文件主要起草人:王晓梁、陈钧、李茂东、陈汉军、邓芝强、姚松年、陈汉明、赵桂花、何华、杨钧、 喻鹏、周志强、李兆强、任泽明、肖丽娟、贺正文、桑临春。 ⅠGB/T13465.12—2023 引 言 GB/T13465旨在准确地测量化工生产用不透性石墨材料的力学性能、渗透性能和导热性能,拟由 12个部分组成。 ———第1部分:总则。目的在于提供不透性石墨材料性能检测的基本要求和原则。 ———第2部分:抗弯强度。目的在于测定不透性石墨材料抗弯强度。 ———第3部分:抗压强度。目的在于测定不透性石墨材料抗压强度。 ———第4部分:冲击强度。目的在于测定不透性石墨材料冲击强度。 ———第5部分:酚醛粘接剂收缩率。目的在于测定不透性石墨酚醛粘接剂收缩率。 ———第6部分:石墨管水压爆破。目的在于测定不透性石墨管水压爆破性能。 ———第7部分:增重率和填孔率。目的在于测定不透性石墨增重率和填孔率。 ———第8部分:粘接剂粘接剪切强度。目的在于测定不透性石墨粘接剂粘接剪切强度。 ———第9部分:粘接剂粘接抗拉强度。目的在于测定不透性石墨粘接剂粘接抗拉强度。 ———第10部分:抗拉强度。目的在于测定不透性石墨材料抗拉强度。 ———第11部分:渗透系数。目的在于测定不透性石墨材料渗透系数。 ———第12部分:导热系数。目的在于测定不透性石墨材料导热系数。 导热系数是不透性石墨材料最重要的性能参数之一,是评价不透性石墨换热器用不透性石墨材料 导热性能优劣、计算不透性石墨换热器换热面积必不可少的性能参数。 由于不透性石墨设备具有优良的导热性能、耐腐蚀性能和耐温性能,因此,大多用于换热设备,是一 类非常重要的、用量大、使用范围非常广泛的防腐蚀换热设备。不透性石墨材料导热系数的优劣,直接 关系到不透性石墨换热器换热效率的高低。本文件的制订,对准确测定不透性石墨材料导热系数、提升 材料性能、提高设备换热面积计算的准确性和设备换热效率、促进我国不透性石墨设备制造行业高质量 发展具有非常重要的意义。 ⅡGB/T13465.12—2023 不透性石墨材料试验方法 第12部分:导热系数 1 范围 本文件描述了不透性石墨材料导热系数测量方法。 本文件适用于在室温下用比较法测量不透性石墨材料在20℃~40℃的导热系数。 本文件适用于导热系数小于或等于250W/(m·K)的不透性石墨材料导热系数的测量。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文 件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于 本文件。 HG/T2370 不透性石墨制化工设备技术条件 3 术语和定义 本文件没有需要界定的术语和定义。 4 原理 将已知导热系数的标准试样固定在两个设定温度的测量头之间(见图1),使试样两端与测量头端 面紧密贴合,测量头分为加热端(以下简称“热端”)和冷却端(以下简称“冷端”),热端设定温度为 40℃±0.1℃,冷端设定温度为20℃±0.1℃。待测量头两端温度稳定在设定温度,且热端电压值在 10min以上保持不变时,记录热端加热电压值。通过测量相同材料、相同直径、不同高度的标准试 样,绘制U-λ/h曲线图(见图2),其中U为热端电压值,单位为mV;λ为标准试样的导热系数,单位为 W/(m·K);h为标准试样的高度,单位为mm。然后,用测试试样代替标准试样进行测试,待测量头温 度分别稳定在40℃±0.1℃与20℃±0.1℃时,记录热端加热电压值,然后,借助已绘制的U-λ/h曲线 图,计算测试试样的导热系数。 标准试样材料的导热系数应与被测试样材料的导热系数相近。 5 试验装置及材料 5.1 试验装置 导热系数测量装置示意图见图1。 1GB/T13465.12—2023 标引序号说明: 1———冷端底部; 2———冷端恒温循环箱; 3———冷端控温点T2; 4———冷端测温点T1; 5———热端测温点T0; 6———热端加热元件; 7———试样压紧装置; 8———热端顶部; 9———试样。 图1 导热系数测量装置示意图 5.2 冷端、热端温度测量、控制仪表 测量、控制仪表的分度值为0.5℃。 5.3 电压表 电压表量程按照试验要求选取,精度为0.5级。 5.4 游标卡尺 游标卡尺量程为0mm~150mm,分度值为0.02mm。 5.5 塞尺 塞尺的塞尺片最小厚度为0.02mm。 2GB/T13465.12—2023 5.6 接触剂 接触剂是为了保证试样端面和测量头端面接触良好。宜采用凡士林或甘油作为接触剂。 5.7 研磨料 为了保证试样两端与测量头紧密贴合,通过研磨提高试样端面的平面度和粗糙度,宜研磨料采用颗 粒度小于10μm的碳化硅粉末。 6 试样 6.1 试样尺寸 试样直径为30mm,高度为20mm~30mm。 6.2 取样 6.2.1 不透性石墨块测试试样 6.2.1.1 可从制造不透性石墨设备的不透性石墨块上取样,取样部位尽可能具有代表性,与其他部位的 质量一致。如从透性石墨块上取样,其浸渍和固化工艺应与设备的浸渍和固化工艺相同,且保证全 浸透。 6.2.1.2 制取试样的不透性石墨块质量应符合HG/T2370的规定或设计文件的要求。 6.2.1.3 如测试试样需要区分轴向测试试样和径向测试试样时,轴向测试试样的取样方向应与不透性 石墨块轴向平行,径向测试试样的取样方向应与不透性石墨块轴向垂直。加工试样时,应保证轴向试样 的端面与试样轴线(即取样方向)垂直;径向试样的端面应与试样轴线(即取样方向)平行。 6.2.2 不透性石墨换热管测试试样 6.2.2.1 压型不透性石墨管测试试样 应采用与压型不透性石墨管相同的原料、挤出和热处理工艺制成不透性石墨棒。不透性石墨棒的 高度和直径应满足制样要求,加工制成轴向、径向测试试样,轴向试样的端面应与试样轴线(即取样方 向)垂直,径向试样的端面应与试样轴线(即取样方向)平行。 6.2.2.2 浸渍不透性石墨管测试试样 从制造浸渍不透性石墨管的透性石墨块上取样,然后,用与制造浸渍不透性石墨管相同的原料、浸 渍和固化工艺制成不透性石墨试样。浸渍不透性石墨管试样只测试径向导热系数。 6.3 试样的加工、尺寸及偏差 6.3.1 试样采用机械加工的方式,加工完成后,直径偏差不大于0.1mm,其尺寸的形位公差应满足:端 面与轴线的垂直度不大于0.05mm