Криостат

Принцип работы
 

Принцип работы криостата основан на управляемом охлаждении. Внутри камеры создается изолированная зона, куда помещается образец – камера с рабочей средой, которая находится в контакте с контуром охлаждения. Система управления и контроля – мозг всего устройства. Датчики (например, термопары) постоянно измеряют температуру рабочей среды. Контроллер, получая эти данные, управляет циркуляцией хладагента, чтобы поддерживать температуру.

Зачем нужен криостат в физико-механических испытаниях
 

Практическая ценность криостата проявляется в решении конкретных инженерных задач, рассмотри основные:

  1.  Определение хладноломкости

Многие материалы, особенно стали, с понижением температуры подвержены хрупкому разрушению. При комнатной температуре сталь пластична — перед разрушением она заметно растягивается. Но на морозе она может треснуть внезапно, без малейших видимых деформаций. Криостат позволяет точно определить так называемую «температуру хладноломкости». 

Ученые и инженеры-материаловеды постоянно разрабатывают новые материалы, которые, в том числе, предназначены для работы в экстремальных условиях. Криостат является незаменимым инструментом для проверки подобранной стали и режимов ее термической обработки.

  2.  Контроль качества и сертификация

Для материалов, используемых в ответственных конструкциях (судоходство в северных морях, арктические трубопроводы), способность работать при низких температурах — обязательное требование. Производители металла проводят испытания при отрицательных температурах, чтобы подтвердить, что их продукция соответствует строгим стандартам, таким как ГОСТ или международные нормы. 

Область применения криостатов охватывает различные отрасли промышленности и науки. Системы низкотемпературных испытаний востребованы в военной и нефтегазовой отрасли, металлургии и автомобилестроении, медицинских исследованиях и электронной промышленности, строительной сфере.

Какие модели криостатов бывают
 

Ассортимент установок довольно широк, и ключевые различия между моделями заключаются в рабочем температурном диапазоне. Модельный ряд криостатов, как правило, строится вокруг их способности достигать определенной минимальной температуры.

Стандартные промышленные модели (примерно от -30°C до -60°C): Это самые востребованные установки для большинства задач промышленного контроля качества. Они используются для испытания конструкционных сталей, сварных соединений и материалов, эксплуатирующихся в условиях умеренно холодного климата.

Возьмем для примера линейку оборудования ЭВОТЕХ – модели ЭВО-XK30 / XK40 / XK60 покрывают стандартный температурный диапазон (примерно до -30°C...-60°C).

Модели глубокого охлаждения (до -100°C и ниже). Такие криостаты необходимы для работы с материалами, предназначенными для экстремальных условий — арктических трубопроводов, космической техники или криогенной аппаратуры. Установки, способные достигать температур жидкого азота (-196°C), как правило, относятся к этому специализированному классу, например:

  •   Модели ЭВО-XK80 / XK100 / XK110 предназначены для более глубокого охлаждения, вплоть до -80°C...-110°C.

  •   Модель ЭВО-XK196 - это установка, работающая на жидком азоте и достигающая температуры -196°C.