一家做窑炉保温涂层的厂,给下游客户供了一批隔热涂料。合同附件里写了一行:常温半球发射率不低于 0.90。
客户进场验收,拿一台便携仪器在炉壳外壁选了五个点,都落在拐角与焊缝附近:三个 0.7 出头,两个 0.8 上下,判不合格,要求退货并索赔返工费。
厂里把同批留样与现场同一面墙取回的两块样板寄到实验室,用热沉法复测:留样 0.88 至 0.91,取回的厚涂段 0.86 至 0.89,薄涂露底段 0.74。两边相差 0.15 以上。
客户的检测员把读数抄在验收单后面,厂里的技术员拿同一份单子核,怎么算都对不上。两台仪器摆在会议桌上,两份报告谁也说服不了谁。这类争议在涂层与隔热材料上反复出现。
图:数值对不上时的四步核对顺序
客户那台走反射式路线:向样品打一束已知辐射,收反射回来的部分,按发射率与反射率互补的关系换算。出数快,适合现场抽检。
实验室走热沉法:差分热电堆的测量头加热到 82℃,贴在样品上,读出的是常温下的总半球发射率,对应约 65℃ 的等效样品温度。样品不用加热,也不用另外测温。
两者给出的本来是两个量。反射式看的是特定几何条件下的反射,热沉法看的是全波段的半球换热。两条路线之间有差距是正常的,差多少取决于测的对象;到 0.15 这个幅度,路线差异解释不了。方法不同,两个数没有可比性。
热沉法的读数来自测量头与样品之间的辐射换热,换热强弱取决于两者的温差。温度不一致,读数就偏,方向跟着谁热谁冷走。
验收那天炉子刚停,炉壳带着余温,样品温度还在往下走,探头贴上去读数一直在动,取的是哪一刻也没记。规范做法是把样品与标准块一起放到热沉上静置,等两者同温再测。
施工现场的涂层,与实验室留样的表面状态对不上。留样是实验室按工艺做的平板样,厚度均匀;炉壳上那层是喷涂的,拐角与焊缝附近偏薄,个别地方露底。
涂层薄到一定程度,基材的特性会透出来。金属炉壳的发射率低,薄涂区的读数被它拉下去,0.74 就是这么来的。同一面墙上,厚涂与薄涂能差 0.1 以上。
这也解释了偏差为什么那么整齐:客户那五个点全在薄弱区,平直段的厚涂面一个也没覆盖到。
涂层本身不均匀,单点代表不了整批。取点要覆盖厚涂、薄涂、拐角与平直段,位置在记录上标出来。
判定用平均值还是最小值,要事先说清。平均值达标、最小值不达标的批次很常见,口径不同,结论可能相反。
图:AE1 测量头(蓝色)与配套的 RD1 读数表
AE1/RD1 的操作只有两步:先用高发射率标准块定标,把读数调到标准块的标称值;再把测量头移到样品上,RD1 直接显示发射率。
要锁住三项:读数等 60 至 90 秒稳定再记;标定至少每 30 分钟重做一次,抵消环境温度变化;配套的高、低标准块一套作工作、一套备用,用来核查工作标准有没有飘。
记录上写清方法、仪器、样品温度、测点数与每点位置。按 ASTM C1371 的口径,规程执行到位时测量精度优于 ±0.02 发射率单位,AE1 标称的 ±0.01 是重复性,准确度另算。两边差到 0.15,已经超出方法噪声能解释的范围。
“常温半球发射率不低于 0.90”这句话缺了四样:测量对象,总半球还是法向、要不要分波段;温度条件,常温 65℃ 等效还是工件工况;方法,按热沉法执行还是允许反射式仪器;判定规则,几个点、按平均值还是最小值、允差多少。
按热沉法测定常温总半球发射率,样品与标准块同温静置后测量,每批取五个点覆盖厚涂与薄涂区域,五点平均值不低于 0.90,单点不低于 0.85。
再加一条:现场验收与留样复测出现分歧,以双方认可的实验室按同一方法复测的结果为准,费用由偏差大的一方承担。
D&S 的 AE1/RD1 由两部分组成:AE1 是测量头,内部为差分热电堆,探测器部分加热到 82℃;RD1 是配套的标度数字电压表,把电压换算成发射率读数。
它测的是常温材料的总半球发射率,样品温度上限约 54℃。涂层、涂料、塑料与隔热材料,常温下测都合适。
工件在几百度工况下工作时,要的是那个温度的值,常温数据只作参考;厚度大、导热差的整片中空玻璃带系统偏差;分波段数据走光谱法。
D&S 同族里另有测太阳反射率的 SSR-ER 与测镜面反射率的 15R,量不同,设备也不同,两类参数各用各的设备。
这几款设备由上海明策光电技术有限公司代理。选型时把材料类别、样品尺寸、要测的量与判定口径一起给过来,配置与验收方案能一次定下来。
从选型到安装、调试与后续保养,上海明策光电技术有限公司提供包括技术咨询、产品选型、安装指导、调试校准、维修保养在内的服务。
那批涂料的结论落在施工上:材料达标,薄涂区补涂后复测,五点都过线。争了半个多月的两个数,差的从来都在条件上。
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