使用測(cè)溫環(huán)測(cè)試爐溫均勻性

任海洋　張建龍　謝華明　李　俊 / 江南造船（集團(tuán)）有限責(zé)任公司

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使用測(cè)溫環(huán)測(cè)試爐溫均勻性

任海洋張建龍謝華明李俊 / 江南造船（集團(tuán)）有限責(zé)任公司

0　引言

對(duì)箱式電阻爐、固化爐等熱處理設(shè)備進(jìn)行溫度均勻性測(cè)試，一般采用熱電偶作為測(cè)溫元件。但部分設(shè)備沒有預(yù)留測(cè)溫通道，爐體內(nèi)測(cè)溫?zé)犭娕嫉臒犭妱?shì)信號(hào)無法采集，無法使用通用的測(cè)試方法。本文嘗試采用測(cè)溫環(huán)作為測(cè)溫元件進(jìn)行爐溫測(cè)試，作為一種應(yīng)急備選方案。

1　試驗(yàn)原理

測(cè)溫采用的測(cè)溫環(huán)是一種高精度的陶瓷溫度指示器，廣泛應(yīng)用于窯爐的測(cè)溫。測(cè)溫環(huán)的工作原理是，根據(jù)測(cè)溫環(huán)在工作溫度范圍吸收熱量時(shí)即產(chǎn)生線性收縮，從而給出實(shí)際累積熱量，對(duì)照換算表得出測(cè)試溫度。

2　測(cè)試設(shè)備

被測(cè)試設(shè)備：上海辰榮電爐有限公司生產(chǎn)、型號(hào)為SSF500/800的中型固化爐，測(cè)試溫度：1 100 ℃；

測(cè)溫環(huán)：品牌和型號(hào)：FERRO PTCR-LTH；測(cè)溫范圍(℃): 970～1250；顏色：紅色，尺寸(mm): ±20×10×7。

測(cè)試儀器：瑞士TRIMOS公司、型號(hào)為L(zhǎng)ABC 1000P的測(cè)長(zhǎng)機(jī)。

3　測(cè)試方法

裝載試驗(yàn)：滿載試驗(yàn)。

3.1固化爐測(cè)試點(diǎn)數(shù)量及位置

爐膛尺寸為Ф500 mm×900 mm，有效工作區(qū)離爐膛底部200 mm，測(cè)試點(diǎn)數(shù)量及布點(diǎn)位置見圖1，其中測(cè)溫環(huán)1和5為正西向。

3.2測(cè)試步驟

1）將測(cè)溫環(huán)放置于石墨載料臺(tái)上；

2）蓋上爐蓋，抽取真空至20 Pa以下，固定爐蓋；

3）充入氬氣至微正壓（約3 kPa）；

4）設(shè)定升溫程序

5）啟動(dòng)加熱，程序控溫至目標(biāo)溫度；

6）待溫度降至100 ℃以下時(shí)開啟爐蓋，取出測(cè)溫環(huán)；

7）測(cè)量測(cè)溫環(huán)外徑，每隔45度測(cè)量一次，共測(cè)量四次，取四次平均值作為測(cè)溫環(huán)外徑尺寸；

8）根據(jù)本批次溫度對(duì)照表，用內(nèi)插法計(jì)算出溫度的整數(shù)值。

圖1　固化爐測(cè)試點(diǎn)數(shù)量及位置

4　結(jié)果與分析

測(cè)試結(jié)果見表1。

本次試驗(yàn)，展示了使用測(cè)溫環(huán)進(jìn)行爐溫測(cè)試的整個(gè)流程。測(cè)溫環(huán)體積小，使用靈活，可方便測(cè)試三維空間的任意位置。在無法使用熱電偶測(cè)溫和紅外測(cè)溫的情況下，使用測(cè)溫環(huán)測(cè)溫是一個(gè)可實(shí)施方案。

表1　測(cè)試結(jié)果

但測(cè)溫環(huán)是在最高溫度隨保溫時(shí)間延長(zhǎng)而繼續(xù)收縮的，只能反映測(cè)試位置的累積熱效應(yīng)，即輻射熱、傳導(dǎo)熱和時(shí)間的綜合效應(yīng)。在一定程度上可以反映出爐溫均勻性，卻無法反映出爐溫的波動(dòng)性。作為一種無機(jī)非陶瓷的素坯體，加熱速率、保溫時(shí)間、冷卻方式、燒結(jié)壓力都會(huì)對(duì)測(cè)溫環(huán)與溫度間的對(duì)應(yīng)關(guān)系造成影響。一般情況下，測(cè)溫環(huán)的尺寸－溫度對(duì)照表是以1 h的保溫時(shí)間作基準(zhǔn)，并由廠家提供保溫時(shí)間－尺寸收縮百分比對(duì)照表作為參考。但廠家沒有提供詳細(xì)操作規(guī)程，加熱速率、燒結(jié)壓力等技術(shù)指標(biāo)無法進(jìn)一步量化，達(dá)不到準(zhǔn)確測(cè)溫的規(guī)范操作，因而不適合真正意義上的量值傳遞。

5　結(jié)語

測(cè)溫環(huán)在工作溫度范圍內(nèi)出廠技術(shù)指標(biāo)在±（1.5 ～3）℃之間，雖然無法使用在量值傳遞中，但是應(yīng)用在爐溫的監(jiān)控和比較上是一種不錯(cuò)的選擇。

參考文獻(xiàn)

[1] 全國熱處理標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC75).GB/T 9452-2012熱處理爐有效加熱區(qū)測(cè)定方法[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2012.

[2] 崔順,張軍良,張小明,等. 在真空退火爐中使用測(cè)溫環(huán)校溫[J].設(shè)備管理與維修，2012(9)：36-37.