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        氧氮氫聯(lián)測儀系統(tǒng)減壓失敗故障處理

        2021-09-28 23:38:42徐海生王春燕
        山西冶金 2021年4期
        關(guān)鍵詞:載氣氣路雜物

        張 勇,章 發(fā),徐海生,王春燕

        (蕪湖新興鑄管有限責任公司,安徽 蕪湖 241002)

        隨著蕪湖新興鑄管有限責任公司(以下簡稱公司)轉(zhuǎn)型升級,優(yōu)特鋼的生產(chǎn)占比加大,對鋼的純凈度提出更高要求,而在冶煉過程中氧、氮、氫等氣體元素不可避免地存在于鋼中,它們的存在影響著鋼的物理和化學(xué)性能,因此準確測定氧、氮、氫的含量對改進煉鋼生產(chǎn)工藝,改善鋼的性能,提高鋼的質(zhì)量具有重要意義[1]。

        公司2007年引進美資力可(LECO)的TCH600氧氮氫聯(lián)測儀,主要應(yīng)用于鋼中氧、氮、氫含量的同時測定,該儀器主要通過惰性氣體氛圍熔融,利用紅外法檢測鋼中的氧含量和氫含量,利用熱導(dǎo)法檢測鋼中的氮含量。該儀器使用至今檢測數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠,只是在近期常規(guī)維護更換試劑后,做系統(tǒng)氣路檢漏時出現(xiàn)系統(tǒng)減壓失敗報警,當班操作做了一些處理后導(dǎo)致故障范圍擴大。本文將結(jié)合儀器原理、氣路走向以及此次故障處理過程進行詳細闡述。

        1 故障描述

        2020年12月底,檢測中心的TCH600氧氮氫聯(lián)測儀在進行常規(guī)維護更換試劑后,做系統(tǒng)氣路檢漏時出現(xiàn)系統(tǒng)減壓失敗報警,當班操作認為是控制氣路的18閥、19閥、21閥故障,對3個閥進行了逐一更換,更換完后做系統(tǒng)旁路檢漏,出現(xiàn)旁路加壓失敗,儀器處于停機狀態(tài)。當時面臨生產(chǎn)任務(wù)量加大,檢驗量加大的情況,急需解決儀器故障,保障生產(chǎn)。

        2 儀器工作原理及氣路走向

        2.1 工作原理

        如圖1,將試樣投放至石墨坩堝,放在脈沖電阻爐中,在惰性氣體高純氦氣(99.995%)氛圍下加熱熔融,試樣中的氫以H2的形式析出,氧和坩堝中的碳形成CO和CO2,氮以N2的形式釋放出來。在載氣(氦氣)的帶動下先通過紅外池檢測CO和CO2,再經(jīng)過加熱的稀土氧化銅將CO轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2,H2轉(zhuǎn)變?yōu)镠2O,然后再通過H2O和低含量CO2紅外檢測池。氫的含量由H2O紅外池檢測,氧的含量由2個CO2紅外檢測池和1個CO紅外池檢測池共同檢測。檢測后的H2O和CO2依次被高氯酸鎂和堿石棉所吸收,隨后只剩純凈的N2在載氣的帶動下進入熱導(dǎo)池檢測。最后再由計算機軟件進行積分,計算得出試樣中的氧、氮、氫含量。

        圖1 儀器工作原理圖

        2.2 氣路結(jié)構(gòu)

        TCH600氧氮氫聯(lián)測儀整個氣路系統(tǒng)分為旁路和爐頭兩部分,系統(tǒng)檢漏是對整個氣路系統(tǒng)檢查,旁路檢漏是對從氣源進入儀器,經(jīng)18進氣閥直接從21旁路閥出來的氣路進行檢查。

        3 故障處理步驟

        1)查閱儀器相關(guān)資料[2],資料顯示在做漏氣檢查時,如果沒有通過漏氣檢查,這可能是氣體漏出或進入系統(tǒng)所致。

        2)首先解決“漏”的問題,該氧氮氫聯(lián)測儀氣路管路雖都是不銹鋼材質(zhì),但每個管路的接頭都是硬質(zhì)塑料材質(zhì),現(xiàn)已使用十多年,接頭早已老化,在先前當班操作拆、裝管路時,部分接頭已出現(xiàn)滑絲、破裂等現(xiàn)象,但未被察覺,旁路檢漏仍然失敗,因此按照的氣路走向圖,逐個排查,挨個擰緊并做旁路檢漏測試,最后旁路檢漏始終穩(wěn)定在12 mmHg,但仍不滿足分析要求。

        3)然后測試18閥、19閥、21閥對氣路的影響,在拆卸測試過程中發(fā)現(xiàn)21閥的密封墊無彈性,密封效果不好,導(dǎo)致旁路泄漏,由于手上無新備件,考慮使用紅膠密封。對上述3個閥進行密封處理后,旁路檢漏穩(wěn)定在8.5 mmHg,滿足分析要求,可進行分析。

        4)旁路泄露問題解決后,系統(tǒng)檢漏仍出現(xiàn)減壓失敗報警,因此考慮拆解從18閥進口至爐頭部分,拆解部分簡圖如圖2。拆解下來后將18閥前的進氣口外接氣源,通過封堵不同出氣口,在18閥的出氣口位置發(fā)現(xiàn)一小塊螺絲大小的雜物,對雜物進行SEM掃描電鏡、能譜分析,結(jié)果如圖3、圖4、圖5,將雜物清除后,儀器恢復(fù)正常投入使用。

        圖2 爐頭部分氣路簡圖

        圖3 雜物電鏡分析全貌圖

        圖4 雜物電鏡分析局部圖

        圖5 雜物能譜分析結(jié)果

        4 結(jié)論

        1)對于使用多年的需要氣體做分析氣或載氣的氧氮氫、碳硫等同類檢測儀器,只要動了氣路接頭后,再次安裝需要確認接頭的完好性。

        2)對于需要氣體為載氣進行分析的儀器,在排查儀器氣路泄露故障時,務(wù)必逐一排查。

        3)對于氣路控制閥漏氣問題,可采用紅膠進行密封處理。處理時,紅膠的量要少,涂抹時一定要均勻,處理好至少等12 h后再測試密封效果。

        4)結(jié)合電鏡、能譜分析結(jié)果,該雜物是一種含Cr、Ni的混合物,猜測為在載氣氣源突然沒氣時,分析試樣燃燒的迸濺物在瞬間負壓的作用下倒吸累積的產(chǎn)物。

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