熱處理多用爐的檢測與分析

江蘇豐東熱技術(shù)股份有限公司 （大豐 224100） 陳立奇 蔣 明

隨著航空航天、風(fēng)力發(fā)電、高速列車及汽車行業(yè)的不斷發(fā)展，對于機械零部件的性能要求進一步提高，熱處理過程顯得尤為重要。熱處理設(shè)備的精度控制和可靠性是保證機械零部件處理后使用性能的硬件基礎(chǔ)。由此，熱處理多用爐的檢測與分析勢在必行，并且需要定期執(zhí)行并長期保證。

依托江蘇省熱處理及表面改性工程實驗室，借助專有設(shè)備和儀器，對我公司的熱處理多用爐進行了專業(yè)檢測。檢測項目包括空爐升溫時間、空爐能耗、爐溫均勻度及表面溫升等，并作簡要分析。

1.試驗準(zhǔn)備

對于經(jīng)過有效烘爐的熱處理多用爐，準(zhǔn)備9支經(jīng)過示值誤差校驗的熱電偶，型號為鎧裝K型或N型，等級為Ⅱ級，直徑為3mm，其長度分別有不同類型，以便多用爐內(nèi)不同區(qū)域熱電偶的引出。

電子記錄儀型號為AX110，具備10通道數(shù)據(jù)顯示及記錄功能，具有CF卡儲存功能，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的導(dǎo)入及導(dǎo)出。電子記錄儀與熱電偶之間通過補償導(dǎo)線相連接，應(yīng)避免10路熱電偶信號的相互干擾。

為了測量空爐升溫時間，應(yīng)準(zhǔn)備秒表（精確到1s）。為了測量空爐能耗，應(yīng)準(zhǔn)備高精度數(shù)字電能表（0.5級電能表，允許誤差在±0.5%以內(nèi)）。為了測量加熱爐的表面溫升，應(yīng)準(zhǔn)備水銀溫度計和紅外測溫儀。為了保證檢測結(jié)果，檢測所用的儀器儀表在使用前均應(yīng)經(jīng)過校準(zhǔn)，合格后才能使用。

按照GB/T10066.4－2005，對于寬度小于1.5m，長度小于2m，高度大于0.3m的箱式多用爐應(yīng)采用9點測溫，分別位于電阻爐有效加熱區(qū)的8個頂角和體心位置。對于UBE－600、BBH－600多用爐，其工作區(qū)尺寸為1200mm×600mm×600mm，料盤尺寸為1200mm×600mm×50mm。

2.試驗步驟

對于熱處理多用爐的空爐升溫時間、空爐能耗、爐溫均勻度及表面溫升的檢測步驟參照GB/T10066.4－2005《電熱裝置基本技術(shù)條件 第4部分：間接電阻爐》實施。

3.試驗結(jié)果與分析

（1）空爐升溫時間 空爐升溫時間的測試記錄及結(jié)果如表1所示，該多用爐的空爐升溫時間為4.1333h。該多用爐加熱器的總功率僅為82kW，低于標(biāo)準(zhǔn)UBE爐型的90kW額定功率，因此升溫時間相對較長。此外，這與該熱處理多用爐的已服役年限有很大的關(guān)系?？諣t升溫時間的長短直接體現(xiàn)了電阻爐的設(shè)計性能，間接反映了熱處理多用爐的使用效率和節(jié)能效果，國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對此也有一定的要求。

表1 空爐升溫時間記錄及測量

（2）空爐能耗 空爐能耗的測試記錄及結(jié)果如表2所示，該多用爐的空爐能耗僅為700.8kW·h。隨著熱處理向著節(jié)能環(huán)保方向發(fā)展，對該類指標(biāo)的要求越來越高，我公司也在一直致力于生產(chǎn)出高效節(jié)能的產(chǎn)品，以滿足日益發(fā)展的市場需求。表3列出了熱穩(wěn)定狀態(tài)的判定原始記錄，隨著保溫時間的延長，消耗電能值En和平均功率Pn將不斷降低，直至達到近似平衡值，即Δn接近1.0（Δn≤1.03）。根據(jù)熱平衡狀態(tài)的判定要求，連續(xù)出現(xiàn)三次Δn≤1.03時，才認定達到熱穩(wěn)定狀態(tài)，這也在一定程度上對熱處理多用爐提出了較高的要求。

表2 空爐能耗記錄及測量 （kW·h）

表3 熱穩(wěn)定狀態(tài)原始記錄

（3）爐溫均勻度 熱處理多用爐良好的爐溫均勻度是熱處理產(chǎn)品性能的重要保證。表4為我公司多用爐爐溫均勻度檢測報告，試驗溫度設(shè)定在950℃，控制熱電偶顯示值為951.0℃，9個測溫點中最低值為946.2℃（修正值），偏低4.8℃；9個測溫點中最高值為952.9℃（修正值），偏高1.9℃。該檢測結(jié)果基本符合GB/T 9452規(guī)定的±5℃精度要求。對于性能要求較高的重要產(chǎn)品，應(yīng)盡量避免放置于這兩個位置（1點和5點）。

表4 爐溫均勻度檢測報告（950℃）

為了保證檢測的準(zhǔn)確性和可靠性，需要對各熱電偶進行校驗，表5列出了9支熱電偶的示值誤差，可以看出該9支熱電偶均符合Ⅱ級標(biāo)準(zhǔn)，這也符合熱電偶“先修正后使用”的要求，防止誤差值過大，而超出爐溫均勻度（±5 ℃）的范圍。熱處理多用爐在使用過程中，爐內(nèi)各熱電偶均升溫較快，保溫階段曲線較為接近，降溫曲線較為平緩，多用爐保溫性能良好。

表5 各熱電偶的編號及示值誤差

（4）表面溫升 表6列出了多用爐表面溫升記錄和結(jié)果，爐壁左側(cè)位置升高了44.97℃，爐壁右側(cè)溫度升高了44.67℃，爐壁后側(cè)升高了37.23℃。符合JB/T8195.1標(biāo)準(zhǔn)的要求：RXQ9爐型的表面溫升要求為爐殼表面≤50℃。

表6 表面溫升記錄及測量 (℃)

4.結(jié)語

（1）熱處理多用爐的空爐升溫時間為4.1333h，符合機械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。

（2）熱處理多用爐的空爐能耗為700.8kW·h，符合機械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。

（3）熱處理多用爐的爐溫均勻度為+2.7℃/-1.8℃，符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求。

（4）熱處理多用爐的爐壁左側(cè)、右側(cè)及后側(cè)位置的表面溫升分別為44.97℃、44.67℃和37.23℃，符合機械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。