炉膛温度过高有何影响(真空气淬炉炉膛为什么会出现污染)
炉膛温度过高有何影响(真空气淬炉炉膛为什么会出现污染)·热处理车间的环境污染。·真空炉带入低熔点金属,铅、铝、锌等都是常见的污染物。·泄漏。这是造成设备污染的主要原因之一。·扩散泵、机械泵泵油返回炉膛。·零件或工装夹具未彻底清洗干净。
近年来,航空工业真空热处理设备逐年递增,真空油淬和真空气淬正在逐步代替普通电炉和盐浴炉成为航空工业主要的热处理方式,广泛应用于黑色金属和钛合金的热处理。
在设备的使用过程中,由于设备使用保养和维护不到位,致使设备污染,严重影响产品质量,并造成加热元件、真空系统、真空规管等的污染,而无法正常使用,从而带来巨大的经济损失。
造成炉膛污染的原因很多,一般而言,可以归纳为以下几个方面:
·泄漏。这是造成设备污染的主要原因之一。
·扩散泵、机械泵泵油返回炉膛。
·零件或工装夹具未彻底清洗干净。
·真空炉带入低熔点金属,铅、铝、锌等都是常见的污染物。
·热处理车间的环境污染。
二、如何预防真空炉膛污染?针对以上归纳的真空炉炉膛污染原因,预防真空炉膛污染应该包括日常检漏和泄漏预防、真空泵返油的预防、清洗和检查工件以及日常维护等几个方面。
1 日常检漏和泄漏预防
在真空炉的日常使用中,应每周进行压升率测试判断炉体是否发生泄漏,并严格按要求进行日常的保养和维护,做好预防性维修。
真空炉常见泄漏点和泄漏检测
真空泄漏故障维修的关键,是看能否准确地判断出故障点(泄漏点)。查找泄漏点的通常步骤是:
①按照压升率测试方法进行压升率检测后,如果真空室真空度一直下降,且管路真空度保持不降低,说明真空室有泄漏点。
此时,应该用氦质谱检漏仪对真空室可能存在泄漏点的位置进行检漏,着重检查加热电极、热电偶安装孔和热电偶本身、气体连接法兰和充气阀门、炉门、压力表和压力传感器连接处、真空规管连接处等与外界有接口的地方;
对于真空气淬炉,还应检查热交换器有无泄漏,通常内部循环设备的热交换器在设备的内部,难以检查,可以利用热交换器冷却水管的接口通入氦气的方法检漏。
②如果真空管路上的真空度很快下降,且真空室真空度保持较好或者略有提高,则应该对真空管路和真空泵系统进行检漏。
③如果真空管路和真空室真空度都一直降低,还应检查真空阀。
泄漏预防
防止泄露就是要保证炉门和各管路、热电偶等连接部位密封件的有效工作,因此,要定期对密封件进行检查清理。
首先,要检查密封件是否清洁、平整无破损并具有良好的弹性,用酒精和抹布将密封件清理干净并涂抹真空脂;
其次,检查密封件是否有破损或弹性不够,如果有,则应该更换密封件;
最后,定期对密封圈进行更换即使密封圈完好无损,对于更换阀门等修理需要拆除密封圈时,重新安装时最好安装新密封圈。
2 真空泵返油的预防
主要包括预防扩散泵,以及机械泵和罗茨泵返油的措施。
预防扩散泵返油的主要措施
①在扩散泵入口和真空室之间加装冷阱,可以有效地捕捉部分扩散泵返油蒸汽和裂解物,还可以抽除真空室内的可凝蒸汽防止扩散泵油污染;
②检查前级泵的工作状态,严格控制扩散泵加热前的前级真空度,避免出现出口压力大于入口压力,造成扩散泵返油;
③定期检查扩散泵冷却水管路是否畅通,必要时进行清理疏通,严格控制扩散泵冷却水温度和流量,避免出现泵油不能冷凝造成的蒸汽返流;
④按照所使用的泵油严格控制扩散泵的加热温度,避免出现蒸汽流过大来不及冷凝而返流,定期对扩散泵控制热电偶进行校验;
⑤泵油完全冷却后再关闭冷却水,防止泵油氧化;
⑥定期打开扩散泵真空挡板阀进行清理,用酒精和抹布擦拭干净阀体,特别是密封圈。
预防机械泵和罗茨泵返油的主要措施
①首先要控制泵油的温度,通常机械泵和罗茨泵都具有风冷或水冷装置,对于水冷泵只要保证水冷装置的流量和压力,以及冷却水入口温度满足要求,就能有效地控制油温,对于风冷泵要确保风扇正常工作以及散热窗无堵塞;
②其次要及时更换泵油、油滤和尾气排放过滤,确保排气畅通,避免出现排气压力过大造成返流;
③最后要定期对真空管路阀门进行清洁,确保密封良好。
除此之外,新采购设备时可以考虑干式真空泵代替油泵,分子泵代替油扩散泵,可以杜绝真空泵返油,同时减少更换泵油和油滤带来的维护成本。
3 清洗和检查工件
零件在装炉前必须清洗,必要时进行喷砂处理。
常规的清洗方法有碱清洗、手工溶剂清洗等。
对于复杂零件可采用超声波清洗、蒸汽清洗或真空清洗。
工件和工装入炉前,除了检查所有部位是否清洗干净且无涂镀层外,还应检查随零件和工装入炉的标识无低熔点金属或其他非金属,最好使用不锈钢。
4 日常维护
为防止真空炉膛污染,还应加强以下方面的日常操作和维护:
·开启炉门后尽快装卸工件,尽快关闭炉门,并抽真至低于10Pa;
·设备在长期不生产时,应保持炉膛内压力低于10Pa,避免环境中的污染物进入炉膛和加热带、隔热屏吸气,必要时对炉膛进行烘烤处理;
·每次开启炉门时检查炉膛内部,及时用吸尘器清理炉膛内污染物,必要时用酒精和抹布将加热带和隔热屏上的污染物擦洗干净。
原文发表于《真空》杂志2019年第1期,本文有所删减。