真空退火爐測溫系統(tǒng)適用性改造

高宏紳，符 浩

（中國船舶重工集團(tuán)公司第七二五研究所，河南洛陽 471000）

0 引言

企業(yè)1 臺(tái)臥式真空退火爐，設(shè)備運(yùn)行狀況良好，但運(yùn)行記錄卻顯示長時(shí)間無故障停機(jī)，嚴(yán)重影響生產(chǎn)。調(diào)查原因發(fā)現(xiàn)，該設(shè)備S 型鉑銠熱電偶需外發(fā)年檢，檢定周期長，影響設(shè)備完好在用率。該企業(yè)生產(chǎn)工藝規(guī)定的真空退火溫度為600～980 ℃，據(jù)此擬在滿足測溫精度和生產(chǎn)可靠性要求的條件下，對(duì)測溫系統(tǒng)進(jìn)行改造，降低使用成本，縮短檢定時(shí)間，提高設(shè)備完好在用率。

1 設(shè)備概況

該臥式真空退火爐型號(hào)為VAF-446，生產(chǎn)廠家為沈陽真空研究所。該設(shè)備允許的最高溫度為1200 ℃，分為3 個(gè)加熱區(qū)，由3 個(gè)型號(hào)為FR32 的島電溫控儀控制。每區(qū)布置一根S 型鉑銠熱電偶，導(dǎo)線為S 型熱電偶配套專用，為保證測溫精度和控溫準(zhǔn)確性，按照J(rèn)JG 141—2013 工作用貴金屬熱電偶檢定規(guī)程，對(duì)熱電偶進(jìn)行定期檢定，保證設(shè)備在檢定周期內(nèi)運(yùn)行。若熱電偶檢定不合格，則需采購新的熱電偶檢定合格后安裝使用。在熱電偶檢定過程中，存在如下問題：

（1）檢定周期長。每次外發(fā)檢定需時(shí)約15 天，遇有不合格情況時(shí)時(shí)間還要增加至少1 倍。

（2）使用成本高。熱電偶屬設(shè)備易損件，經(jīng)常會(huì)因?yàn)椴僮鞴げ僮鲿r(shí)意外碰撞、設(shè)備維修時(shí)多次拆裝等原因損壞，需購新送檢合格后使用。每支S 型鉑銠熱電偶約需3000 元，價(jià)格昂貴。

2 原因分析

（1）設(shè)備選用的S 型鉑銠熱電偶最高檢定溫度為1300 ℃，該企業(yè)所在地區(qū)無具備檢定能力的檢測機(jī)構(gòu)，需送外地檢定，檢定時(shí)間加上運(yùn)輸往返時(shí)間約需15 天，如遇檢測不合格還需采購新熱電偶后再次送檢。

（2）單支S 型鉑銠熱電偶價(jià)格約為3000 元，屬于貴金屬熱電偶，且在使用過程中屬于易損件，經(jīng)常因損壞而需換新，使用成本太高。

3 解決措施

因該企業(yè)具備1000 ℃以下的熱電偶檢定資質(zhì)，而該企業(yè)生產(chǎn)工藝規(guī)定的使用溫度為600～980 ℃，因此，在滿足測溫精度和生產(chǎn)可靠性要求的條件下，將測溫系統(tǒng)改造為價(jià)格低廉的K 型鎳鉻-鎳硅熱電偶，同時(shí)配置專用的配套補(bǔ)償導(dǎo)線，調(diào)整控溫儀表參數(shù)，充分利用該企業(yè)的檢定能力，解決檢驗(yàn)周期長、使用成本高的短板問題。

（1）測溫元件的選擇。K 型鎳鉻-鎳硅熱電偶工作溫度可達(dá)600～1100 ℃，完全滿足該企業(yè)工藝要求的溫度范圍，且該型熱電偶質(zhì)量穩(wěn)定，適用范圍廣，供貨渠道寬，供貨周期短，且價(jià)格低廉，封裝后僅需300 元即可購入。在市場上隨機(jī)購買后送檢測部門依據(jù)JJF 1637—2017 廉金屬熱電偶校準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行檢定，測量標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)：07-S1-08，滿足規(guī)范要求，檢測合格，數(shù)據(jù)見表1。

（2）補(bǔ)償導(dǎo)線選型。更換原S 型熱電偶專用導(dǎo)線，改為2×1.5 mm2KC 型 導(dǎo)線8 m，配套K 分度熱電偶使用。

（3）溫控儀表為島電廠家生產(chǎn)SR32型號(hào)。對(duì)比操作流程圖（圖1），調(diào)整內(nèi)部參數(shù)，內(nèi)置B、R、K、S 等多種熱電偶信號(hào)接收功能（圖2），調(diào)整參數(shù)（圖3）。連接導(dǎo)線線路，溫度顯示正常。

表1 熱電偶檢測數(shù)據(jù)

圖1 操作流程

圖2 參數(shù)對(duì)照

圖3 參數(shù)設(shè)置

4 調(diào)試

無負(fù)荷聯(lián)動(dòng)試運(yùn)行，臥式真空退火爐開機(jī)，畫面顯示正常，溫度顯示準(zhǔn)確，將溫控表加熱調(diào)整為600 ℃，3 個(gè)分區(qū)溫差均顯示正常，保溫2 h，升溫調(diào)整為800 ℃，保溫2 h，狀態(tài)正常。升溫900 ℃，保溫2 h，設(shè)備運(yùn)行正常，設(shè)備升溫調(diào)整為1000 ℃，保溫2 h，狀態(tài)正常。冷卻降溫?？蛰d試運(yùn)行合格（圖4）。

加入試樣，開機(jī)重新運(yùn)行，各項(xiàng)指標(biāo)運(yùn)行過程中無異常，試用合格。運(yùn)行1 個(gè)月對(duì)整個(gè)測溫系統(tǒng)進(jìn)行檢查，熱電偶使用正常，使用過程中無損壞，儀表顯示正常，運(yùn)行穩(wěn)定，線路接觸良好，無氧化等不良問題。投入正常生產(chǎn)使用后跟蹤確認(rèn)，滿足生產(chǎn)工藝要求，產(chǎn)品驗(yàn)證性能合格。

改造完成后，K 型鎳鉻-鎳硅熱電偶可在該企業(yè)內(nèi)部進(jìn)行定期檢定，無需外發(fā)檢定，檢定周期縮短2 天，大幅提高設(shè)備完好在用率。該型熱電偶價(jià)格低廉，生產(chǎn)成本有效降低。

圖4 試運(yùn)行溫度記錄

5 結(jié)束語

生產(chǎn)過程中，根據(jù)設(shè)備的使用要求，對(duì)影響設(shè)備正常使用和可降低設(shè)備使用成本的因素進(jìn)行分析，合理選擇改造方案，適當(dāng)降低設(shè)備的過剩性能指標(biāo)，能夠有效解決生產(chǎn)過程中存在的短板問題，提高生產(chǎn)保障能力和生產(chǎn)效率，降低使用成本。