O método de ensaio padrão ASTM C201 para condutividade térmica de refratários, desenvolvido pela Sociedade Americana para Testes e Materiais (ASTM) , descreve um método de ensaio para determinar a condutividade térmica comparativa de refratários sob condições de ensaio padrão. Este método de ensaio destina-se a refratários com um fator de condutividade não superior a 28,8 W/m·K e uma espessura de 25 mm.
Outros métodos de teste ASTM detalhados a serem usados em conjunto com este método de teste para testar tipos específicos de materiais refratários são:
A condutividade térmica dos refratários é uma propriedade necessária para a seleção das propriedades de condutividade térmica. Os usuários selecionam refratários que atendam às condições especificadas de perda de calor e temperatura da face fria sem exceder o limite de temperatura do refratário. Este método de teste permite testar a condutividade térmica dos refratários usando um calorímetro.
Este método de teste requer um grande gradiente térmico e condições de regime permanente. Os resultados são baseados em uma temperatura média. Os dados obtidos com este método de teste são adequados para a aceitação de especificações e o projeto de construções refratárias multicamadas. O uso desses dados requer a consideração do ambiente e das condições reais da aplicação.
O corpo de prova deve consistir em três tijolos simples de 228 mm e seis tijolos de pedra-sabão de 228 mm x 64 mm x 57 mm, representativos do material a ser testado. Instruções adicionais para a preparação da amostra e o posicionamento do tijolo de proteção são fornecidas nos métodos de ensaio para materiais específicos. Esses tijolos devem ser selecionados de acordo com a uniformidade da estrutura e da densidade aparente, e devem estar livres de cantos ou bordas quebradas. Um tijolo deve ser usado como corpo de prova e dois outros tijolos devem ser usados como tijolos de proteção, um de cada lado do corpo de prova.
Seis tijolos de pedra-sabão devem ser colocados ao longo das bordas da amostra de teste e do tijolo de proteção para evitar que o calor flua lateralmente. A amostra de teste e o tijolo de proteção cobrem uma área de aproximadamente 456 mm x 342 mm. Um total de nove tijolos simples de 228 mm podem ser submetidos ao teste, seis dos quais são cortados para formar o tijolo de pedra-sabão.
Ao preparar o corpo de prova, as superfícies de três tijolos planos (228 mm x 114 mm) e as superfícies do tijolo de sabão (228 mm x 57 mm) devem ser retificadas niveladas e paralelas, com uma espessura não superior a 60,3 mm. A espessura não deve exceder 76 mm e não deve ser inferior a 51 mm. As bordas de contato devem ser retificadas niveladas e em ângulos retos com a superfície do tijolo e a superfície do tijolo de sabão.
O corpo de prova deve ser seco por 12 horas a uma temperatura de 105 °C a 110 °C. Ao final desse período, a densidade aparente deve ser determinada em libras por pé cúbico (ou quilogramas por metro cúbico), de acordo com a norma ASTM C134. No entanto, as medições de espessura devem ser feitas de acordo com esses métodos.
Ao realizar testes, são usados procedimentos para testar tipos específicos de materiais refratários descritos nos seguintes métodos de teste: normas ASTM C182, ASTM C202, ASTM C417 e ASTM C767.
Durante o teste, os seguintes dados são registrados:
Os cálculos são feitos de acordo com a fórmula fornecida na norma.
O relatório a ser preparado deve incluir as seguintes informações:
Quando solicitado, os dados registrados devem ser incluídos no relatório.
Em resumo, a ASTM C201 fornece um método preciso para determinar a condutividade térmica de materiais refratários sob condições controladas. Essa propriedade é crucial para aplicações em ambientes de alta temperatura, como fornos, estufas, incineradores e reatores. O objetivo principal desta norma é medir a condutividade térmica de refratários densos e isolantes. A condutividade térmica é um parâmetro fundamental na determinação do desempenho de transferência de calor de um material refratário. Uma condutividade térmica mais baixa indica melhor isolamento, o que ajuda a aumentar a eficiência energética e reduzir a perda de calor.
A norma ASTM C201 se aplica a:
Os testes geralmente são conduzidos em temperaturas elevadas (da temperatura ambiente até aproximadamente 1650 graus Celsius) para simular condições de aplicação no mundo real.
O método de teste ASTM C201 geralmente inclui as seguintes etapas:
Esta norma é importante pelas seguintes razões:
As limitações deste método são:
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