YS63.10空气渗透率的测定.doc

YS/T 63.10-200XICS 71.100.10Q 52YS国家发展和改革委员会 发布200-实施200-发布铝用炭素材料检测方法第10部分空气渗透率的测定Carbonaceous materials used in the production of aluminium Part 10：Determination of the air permeability（报批稿）YS/T 63.10200X中华人民共和国有色金属行业标准前 言YS/T 63铝用炭素材料检测方法共有20部分：YS/T 63.1第1部分 阴极糊试样焙烧方法、焙烧失重的测定及生坯试样表观密度的测定；YS/T 63.2第2部分 阴极炭块和预焙阳极 室温电阻率的测定；YS/T 63.3第3部分 热导率的测定 比较法；YS/T 63.4第4部分 热膨胀系数的测定；YS/T 63.5第5部分 有压下底部炭块钠膨胀率的测定；YS/T 63.6第6部分 开气孔率的测定 液体静力学法；YS/T 63.7第7部分 表观密度的测定 尺寸法；YS/T 63.8第8部分 二甲苯中密度的测定 比重瓶法；YS/T 63.9第9部分 真密度的测定 氦比重计法；YS/T 63.10第10部分 空气渗透率的测定；YS/T 63.11第11部分 空气反应性的测定 质量损失法；YS/T 63.12第12部分 预焙阳极CO2反应性的测定 质量损失法；YS/T 63.13第13部分 杨氏模量的测定 静测法；YS/T 63.14第14部分 抗折强度的测定 三点法；YS/T 63.15第15部分 耐压强度的测定；YS/T 63.16第16部分 微量元素的测定 X射线荧光光谱分析方法；YS/T 63.17第17部分 挥发分的测定；YS/T 63.18第18部分 水分含量的测定；YS/T 63.19第19部分 灰分含量的测定；YS/T 63.20第20部分 硫分的测定。本部分为第10部分。本部分起草过程中参考了国际标准草案ISO/DIS 15906：2005铝生产用炭素材料 预焙阳极 空气渗透率的测定。本部分由全国有色金属标准化技术委员会提出并归口。本部分由中国铝业股份有限公司郑州研究院负责起草。本部分由中国铝业股份有限公司河南分公司、兰州连城铝业有限责任公司、山东晨阳碳素股份有限公司参加起草。本部分主要起草人：张树朝、刘瑞、崔步光、贾鲁宁、黄华、于易如。本部分由全国有色金属标准化技术委员会负责解释。铝用炭素材料检测方法第10部分 空气渗透率的测定1 范围本部分规定了铝用炭素材料空气渗透率的测定方法。本部分适用于预焙阳极空气渗透率的测定。其他铝用炭素材料也可参照使用。测定范围：0.0110-9 m21010-9 m2。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。YS/T 62.1 铝用炭素材料取样方法 第1部分 底部炭块YS/T 62.2 铝用炭素材料取样方法 第2部分 侧部炭块YS/T 62.3 铝用炭素材料取样方法 第3部分 预焙阳极YS/T 62.4 铝用炭素材料取样方法 第4部分 阴极糊YS/T 63.1 铝用炭素材料检测方法 第1部分 阴极糊试样焙烧方法、焙烧失重的测定及生坯试样表观密度的测定3 方法原理已知体积的试样，其空气渗透性可通过测定在室温下一定量的空气透过试样时所受到的阻力来确定。该阻力可由U型管压力计来测定，该U型管压力计也可指示出此气流的体积。4 设备4.1 直径测量器。4.3 空气渗透率测定装置包括：4.3.1 真空泵：进口能产生10Pa的真空度，出口能够产生400Pa的高压，最大的流速能够达到25L/min。4.3.2 空气渗透装置：如图1所示，该室的设计要确保扁平的试样四周密封。压缩空气使橡皮管紧压试样，从而使圆柱形的试样密封。多孔的滤纸和海绵橡皮起保护作用，使灰尘和样品的颗粒不能够进入真空泵。4.3.3 U型管压力计：如图2所示，U形管直接和真空泵连接并和空气渗透室平行。工作长度为220mm，内径为16mm1mm，外径为20mm。用低粘度、低密度、不挥发、不吸水的液体，如邻苯二甲酸二丁酯或者轻质矿物油来充满到平衡标记线，这样，真空度和流过样品的空气的体积能够通过U形管里液面的变化轻易的测定出来。U形管外带有三个叉形光传感器，最低的一个（传感器3）安装在平衡标记线下面145mm的地方，另外两个传感器分别安装在平衡标记线下面30mm（传感器1）和 85mm（传感器2）的地方。4.4 空气渗透率标准样品：标准样品尺寸与试样尺寸一致，其空气渗透率值在110-9 m2210-9 m2之间较为合适。5 取样和测试样品的准备5.1 底部炭块、侧部炭块、预焙阳极分别按照YS/T 62.1、YS/T 62.2、YS/T 62.3的规定进行取样，阴极糊按照YS/T 62.4取样，再按照YS/T 63.1焙烧后取得试样。采用圆柱体样品，直径为50mm0.4mm，试样高度至少取40mm，两个端面的平行度达到0.05mm。5.2 在圆柱体样品的中间部分取高度20mm的试样，除去试样上的附着物，在1105下烘干2h。5.3 沿圆柱体试样的圆周每间隔90测量其高度，计算高度的四个测量值的算术平均值，计算结果精确至0.01mm。5.4 分别在试样的上、下两端各一次、轴线的中间点两次测量直径。按照直径的四个测量值分别计算面积，然后计算面积的算术平均值，计算结果精确至0.01mm。6 校准和标准化6.1 检查所有连接，确保密封。6.2 使用空气渗透率标准样品（4.4），按照测量试样的方法测定其面积和高度将标准样品放置在空气渗透率池内，通入压缩空气使橡胶管膨胀以确保密封。1 试样； 2 橡皮管； 3 多孔滤纸； 4 海绵橡皮；5 可移动的夹紧装置；6 固定活塞； 7 塑料管； 8 压缩空气进口； 9 真空系统图1 空气渗透装置1 传感器1； 2 传感器2； 3 传感器3； 4 平衡标记线；5 空气进口； 6 接真空泵图2 U型管压力计6.3 将系统抽真空，当读数稳定后按照标准样品给的值将读数校正为标准数值，也可记录U型管压力计中液体从一个压力刻线到第二压力刻线的时间t1。6.4 再把标准样品作为未知样品分析，如果测定的值在允许范围内，可以接着进行试样的测试。如果测定的值超出允许范围，则重新校准仪器。7 测定步骤7.1 用一个不渗透的样品运行检查仪器是否漏气。7.2 将试样放入仪器中，放置滤清器, 通入压缩空气使橡胶管膨胀。7.3 将系统抽真空，至设定的压力刻线，通过传感器来控制。记录U型管压力计中液体从一个压力刻线到第二压力刻线的时间t，也是通过传感器来控制。8 测定结果的计算按照公式（1）计算空气渗透率： (1)式（1）中：D 空气渗透率，单位为纳平方米（10-9 m2）； 气体黏度，单位为千克每米秒（kg/ms）； 试样的平均高度，单位为米（m）； 试样的平均表面积，单位为平方米（m2）；V 空气体积，单位为立方米（m3）；t 时间段，单位为秒（s）；p 压力差，单位为牛顿每平方米（N/m2）。如果采用的是标准样品比较法，也可按照公式（2）计算空气渗透率： (2)如果标准样品和试样的几何尺寸完全一致，公式（2）就简化为公式（3）： (3)式（2）、（3）中：D 试样的空气渗透率，单位为纳平方米（10-9 m2）；D1 标准样品的空气渗透率，单位为纳平方米（10-9 m2）； 试样的平均高度，单位为米（m）； 标准样品的平均高度，单位为米（m）； 试样的平均表面积，单位为平方米（m2）； 标准样品的平均表面积，单位为平方米（m2）；t 测定试样时的时间段，单位为秒（s）；t1 测定标准样品时的时间段，单位为秒（s）。测定结果为三次重复测量值的平均值。9 精密度9.1 重复性重复性限 r = 0.06 10-9 m2。9.2 再现性再现性限R = 0.1210-9 m2。10 检测报告检测报告应包含下列内容：a) 试样的名称；b) 试样编号；c) 本部分编号；d) 检验日期；e) 检验结果；f）试验过程中所有不正常的现象描述；g) 该部分中不包含或者是认为是可以选择的操作。