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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使用測溫環(huán)測試爐溫均勻性

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

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

1　試驗原理

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

2　測試設(shè)備

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

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

測試儀器：瑞士TRIMOS公司、型號為LABC 1000P的測長機(jī)。

3　測試方法

裝載試驗：滿載試驗。

3.1固化爐測試點數(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，測試點數(shù)量及布點位置見圖1，其中測溫環(huán)1和5為正西向。

3.2測試步驟

1）將測溫環(huán)放置于石墨載料臺上；

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）啟動加熱，程序控溫至目標(biāo)溫度；

6）待溫度降至100 ℃以下時開啟爐蓋，取出測溫環(huán)；

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

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

圖1　固化爐測試點數(shù)量及位置

4　結(jié)果與分析

測試結(jié)果見表1。

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

表1　測試結(jié)果

但測溫環(huán)是在最高溫度隨保溫時間延長而繼續(xù)收縮的，只能反映測試位置的累積熱效應(yīng)，即輻射熱、傳導(dǎo)熱和時間的綜合效應(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性。作為一種無機(jī)非陶瓷的素坯體，加熱速率、保溫時間、冷卻方式、燒結(jié)壓力都會對測溫環(huán)與溫度間的對應(yīng)關(guān)系造成影響。一般情況下，測溫環(huán)的尺寸－溫度對照表是以1 h的保溫時間作基準(zhǔn)，并由廠家提供保溫時間－尺寸收縮百分比對照表作為參考。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(SAC/TC75).GB/T 9452-2012熱處理爐有效加熱區(qū)測定方法[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溫環(huán)校溫[J].設(shè)備管理與維修，2012(9)：36-37.