GBT 9452-2012 熱處理爐有效加熱區(qū)測定方法

熱處理爐有效加熱區(qū)測定方法GB/T9452—2012前言 I 12規(guī)范性引用文件 3術(shù)語和定義 4熱處理爐按溫度均勻性分類 25實施條件和測定周期 26檢測裝置 7檢測方法 8有效加熱區(qū)的評定 9檢測報告 10管理 本標(biāo)準(zhǔn)按GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本標(biāo)準(zhǔn)代替GB/T9452—2003《熱處理爐有效加熱區(qū)測定方法》。本標(biāo)準(zhǔn)與GB/T9452—2003相——增加了“GB/T1598、GB/T2903、GB/T4990、GB/T4994、GB/T5977、GB/T13324、GB/T17615、GB/T18404”(見第2章);——刪除了第2章中GB/T3772、JB/T8205、JB/T8901;-增加了ⅢA類±8℃爐型(見表1);——增加和修改了第5章內(nèi)容，在5.1.2中給出可以不進(jìn)行有效加熱區(qū)重復(fù)測定的情況；——刪除了原標(biāo)準(zhǔn)表2中“儀表檢定周期”項和原圖1、圖2;——增加了“圖1測量線路的連接圖”;——增加修改了“檢測順序及步驟”的內(nèi)容(見7.4);本標(biāo)準(zhǔn)由全國熱處理標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC75)提出并歸口。本標(biāo)準(zhǔn)主要起草單位：廣東世創(chuàng)金屬科技有限公司、北京機(jī)電研究所、江蘇豐東熱技術(shù)股份有限公本標(biāo)準(zhǔn)參加起草單位：長春一汽嘉信熱處理科技有限公司、湖北賽地科技發(fā)展有限公司、西安福萊特?zé)崽幚碛邢薰尽⑻旖騽?chuàng)真金屬科技有限公司、中國航空工業(yè)集團(tuán)公司長城計量測試技術(shù)研究所。本標(biāo)準(zhǔn)所代替標(biāo)準(zhǔn)的歷次版本發(fā)布情況為： GB/T9452—1988、GB/T9452—2003.1熱處理爐有效加熱區(qū)測定方法1范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了熱處理爐按溫度均勻性分類、實施條件和測定周期、檢測裝置、檢測方法、有效加熱區(qū)本標(biāo)準(zhǔn)適用于評定熱處理爐內(nèi)滿足熱處理工藝規(guī)定的加熱溫度及溫度均勻性的有效加熱區(qū)。不適用于連續(xù)加熱爐中沒有固定的工藝規(guī)定加熱溫度或不要求溫度均勻性的加熱區(qū)。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T1598鉑銠10-鉑熱電偶絲、鉑銠13-鉑熱電偶絲、鉑銠30-鉑銠6熱電偶絲GB/T2614鎳鉻-鎳硅熱電偶絲GB/T2903銅-銅鎳(康銅)熱電偶絲GB/T4989熱電偶用補(bǔ)償導(dǎo)線GB/T4990熱電偶用補(bǔ)償導(dǎo)線合金絲GB/T4993鎳鉻-銅鎳(康銅)熱電偶絲GB/T4994鐵-銅鎳(康銅)熱電偶絲GB/T5977電阻溫度計用鉑絲GB/T7232金屬熱處理工藝術(shù)語GB/T13324熱處理設(shè)備術(shù)語GB/T16839.2熱電偶第2部分：允差GB/T17615鎳鉻硅-鎳硅鎂熱電偶絲GB/T18404鎧裝熱電偶電纜及鎧裝熱電偶3術(shù)語和定義GB/T7232、GB/T13324中界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。工藝規(guī)定溫度processtemperature根據(jù)工件熱處理的目的和材料種類，由熱處理工藝規(guī)定的加熱溫度。在工藝規(guī)定溫度下保持必要時間，工件或加熱設(shè)備內(nèi)加熱介質(zhì)的溫度。溫度均勻性temperatureuniformity熱處理爐實際保溫溫度相對于工藝規(guī)定溫度的精確程度，是指各測試點(diǎn)溫度相對于設(shè)定溫度的最大溫度偏差。2有效加熱區(qū)workingzone在加熱爐中，經(jīng)溫度檢測而確定的滿足熱處理工藝規(guī)定溫度及溫度均勻性的工作空間。假定有效加熱區(qū)previewedworkzone為判斷熱處理爐的有效加熱區(qū)，在進(jìn)行檢測前，根據(jù)熱處理爐的結(jié)構(gòu)、控制方式及其他條件而預(yù)先假定的測溫空間，一般為熱處理爐制造廠或有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的工作空間?？蛰d試驗noloadtest在不裝入工件或代用品的情況下測定有效加熱區(qū)的試驗。裝載試驗loadtest裝入一定量工件或代用品情況下測定有效加熱區(qū)的試驗。裝入爐子額定裝載量一半的載荷情況下的裝載試驗，稱為半裝載試驗；裝入爐子額定裝載量的載荷情況下的裝載試驗，稱為滿載試驗。4熱處理爐按溫度均勻性分類熱處理爐按有效加熱區(qū)的溫度均勻性分為七類，其控溫儀表準(zhǔn)確度級別、記錄儀表準(zhǔn)確度級別要求如表1所示。表1熱處理爐按溫度均勻性分類及其儀表準(zhǔn)確度級別熱處理爐類型有效加熱區(qū)溫度均勻性℃控溫儀表準(zhǔn)確度級別級記錄儀表準(zhǔn)確度級別級IⅡ土5Ⅲ士15V士20VI5實施條件和測定周期5.1實施條件5.1.1熱處理爐凡屬下列狀況之一者，均應(yīng)測定有效加熱區(qū)a)新添置的熱處理爐首次應(yīng)用于生產(chǎn)；b)經(jīng)過大修或技術(shù)改造的熱處理爐；c)熱處理爐生產(chǎn)對象或工藝變更，需要改變溫度均勻性時d)控溫或記錄溫度傳感器位置變更時；e)定期或臨時需要進(jìn)行有效加熱區(qū)檢測時；f)改變有效加熱區(qū)位置和擴(kuò)大體積；3g)擴(kuò)大工作溫度范圍；i)耐火材料型號或厚度改變；j)加熱元件數(shù)量、類型或位置改變；1)燃燒壓力設(shè)定改變；m)爐子壓力設(shè)定改變；n)溫度控制配置改變；o)穩(wěn)定常數(shù)調(diào)整。5.1.2爐子較小的修理、損壞或故障元件替換、恢復(fù)爐子至初始狀態(tài)、不影響爐子溫度均勻性的維護(hù)都不要求進(jìn)行有效加熱區(qū)重復(fù)測定。包括：a)用完全相同燃燒器或爐磚部分更換燃燒器或爐磚；b)用具有相似熱性能的材料部分修理耐火材料；c)更換控制或監(jiān)測溫度傳感器至其以前相同的位置；d)更換加熱系統(tǒng)元件(例如氣體調(diào)整器、閥、儀表、部分加熱元件等);e)恢復(fù)初始燃燒壓力設(shè)定或整定常數(shù)；f)用具有相同整定常數(shù)的相同控制儀表更換控制儀表；g)系統(tǒng)精度校驗不合格；h)糾正爐子壓力控制問題；i)維修爐門密封。5.2測定周期熱處理爐有效加熱區(qū)的測定周期如表2所示。單位為月表2熱處理爐有效加熱區(qū)測定周期單位為月熱處理爐類型有效加熱區(qū)測定周期I2Ⅱ2ⅢA6Ⅲ66V6VI注1:利用率較低的熱處理爐，其測定周期可適當(dāng)延長。注2:僅用作退火、正火和消除應(yīng)力等預(yù)備熱處理的加熱爐，以及經(jīng)連續(xù)三個周期檢測合格、使用正常的熱處理爐，其測定周期可延長至一年。6檢測裝置熱處理爐有效加熱區(qū)檢測裝置由溫度傳感器、補(bǔ)償導(dǎo)線、銅導(dǎo)線、檢測儀表、轉(zhuǎn)換器及測溫架等組成。測量線路如圖1所示。4轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器GB/T9452—2012轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器A連線B連線O測溫端參考端十測量儀表測溫端補(bǔ)償接點(diǎn)參考端測量儀表D連線O.測溫端土測量儀表補(bǔ)償接點(diǎn)參考端一熱電偶負(fù)極—+—+—補(bǔ)償導(dǎo)線正級 一補(bǔ)償導(dǎo)線負(fù)極 銅導(dǎo)線圖1測量線路的連接圖6.2溫度傳感器檢測用溫度傳感器應(yīng)符合GB/T1598、GB/T2614、GB/T2903、GB/T4993、GB/T4994、GB/T5977、GB/T17615、GB/T16839.2及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，按檢測溫度及溫度均勻性要求按表3選擇。對于真空爐、氣氛爐應(yīng)采用鎧裝熱電偶，鎧裝熱電偶應(yīng)符合GB/T18404及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。表3熱處理爐有效加熱區(qū)檢測用溫度傳感器分度號等級使用溫度℃℃檢定周期月SI0～1100士11100～1600±[1+0.003×(t-1100)]Ⅱ0～6006600～1600土0.25%tRI0～11001100～1600士[1+0.003×(t-1100)]Ⅱ0～600土1.56600～1600BⅡ0～600600～1700鎳鉻-鎳硅KI0～3756375～1000Ⅱ—40～333士2.5333～1200士0.75%t鎳鉻硅-鎳硅NI0～375士1.56375～1000土0.4%tⅡ—40～333333～1200士0.75%t5表3(續(xù))溫度傳感器名稱分度號等級使用溫度℃允差“℃檢定周期'月鎳鉻-銅鎳(康銅)EI—40～3756Ⅱ—40～333士0.75%t鐵-銅鎳(康銅)JI6Ⅱ-40～333銅-銅鎳(康銅)TI—40～1256土0.4%tⅡ—40～133士1士0.75%zⅢ—67～40土1—200～—67士1.5%t鉑電阻PRTA—100～450±(0.15+0.2%t)6B—196～600士(0.30+0.5%t)t為被測溫度的絕對值。允許按實際需要縮短檢定周期。6.3補(bǔ)償導(dǎo)線檢測用熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線應(yīng)符合GB/T4989、GB/T4990的規(guī)定，根據(jù)熱電偶和環(huán)境溫度范圍按表4選擇。表4有效加熱區(qū)檢測熱電偶推薦使用的補(bǔ)償導(dǎo)線熱電偶分度號補(bǔ)償導(dǎo)線型號補(bǔ)償導(dǎo)線名稱代號溫度范圍℃允差℃S銅-銅鎳0.6補(bǔ)償線型導(dǎo)線SC-GS0～100R銅-銅鎳0.6補(bǔ)償線型導(dǎo)線RC-GS0～100KKX鎳鉻10-鎳硅3延長型導(dǎo)線KX-GS—20～100NNX鎳鉻14硅-鎳硅延長型導(dǎo)線NX-GS-20～100E鎳鉻10-銅鎳45延長型導(dǎo)線EX-GS—20～100士1.5J鐵-銅鎳45延長型導(dǎo)線JX-GS-20～100士1.5T銅-銅鎳45延長型導(dǎo)線TX-GS—20～10066.4檢測儀表檢測儀表的準(zhǔn)確度應(yīng)高于或等于熱處理爐所使用的儀表準(zhǔn)確度等級，并且具有在有效日期內(nèi)的檢定合格證。可以使用便攜式電位差計、數(shù)顯測溫儀、多點(diǎn)記錄儀、多點(diǎn)巡回檢測儀或爐溫跟蹤儀等。6.5轉(zhuǎn)換器采用適合一臺檢測儀表測量多個位置溫度的切換裝置，可以是自動或手動的，具有符合檢測要求的性能，不應(yīng)產(chǎn)生影響測試結(jié)果的附加熱電勢和電阻。6.6測溫架采用耐熱合金、不銹鋼或低碳鋼管(棒)焊成的、用來固定溫度傳感器的支架或者料筐，其形狀和大小隨熱處理爐有效加熱區(qū)及測量方法而定，典型測溫架如圖2所示。直插法無需測溫架。a)箱式周期熱處理爐測溫架b)井式周期熱處理爐測溫架圖2熱處理爐有效加熱區(qū)測溫架示意圖7檢測方法7.1一般要求7.1.1熱處理爐有效加熱區(qū)的測定，一般情況下采用空載試驗，有特殊要求時可以裝載試驗(半載試驗或滿載試驗)。如果熱處理爐有效加熱區(qū)的測定是空載試驗，一般采用測量溫度傳感器直接測量；也可以將測量溫度傳感器連在或插入試塊中，試塊的厚度應(yīng)小于等于在爐中處理的最薄工件的厚度，最大厚度不應(yīng)超過13mm。試塊材料應(yīng)具有與在爐中處理的主要材料一致的室溫導(dǎo)熱率。當(dāng)熱處理爐有效加熱區(qū)的測定是裝載試驗，測量溫度傳感器應(yīng)連在模擬件或工件載荷上，載荷應(yīng)代表通常在爐中處理的工件厚度。7.1.2熱處理爐處于正常使用狀態(tài)，一般以正常的升溫速度升溫，風(fēng)扇正常運(yùn)轉(zhuǎn)，網(wǎng)帶爐的爐門通常是開著的。77.1.3爐子氣氛應(yīng)是生產(chǎn)中使用的正常氣氛。對于工藝氣氛會污染測量溫度傳感器(例如滲碳、滲氮、吸熱性和放熱性氣氛),或其氣氛會造成安全危險(例如含氫氣或氨氣)的爐子可以用空氣或惰性氣氛代替。真空爐的真空度應(yīng)是在生產(chǎn)中使用的最低真空度，但真空壓強(qiáng)不小于0.13Pa。7.1.4熱處理爐有效加熱區(qū)測定時，測量溫度傳感器放入爐的溫度一般是測量溫度或低于測量溫度；如果在生產(chǎn)中設(shè)備的正常操作是將工件或原材料放入冷爐中隨爐升溫，溫度均勻性測量時不允許將爐7.1.5一臺熱處理爐可以有多個有效加熱區(qū)，對應(yīng)不同的溫度均勻性要求的多個工作溫度范圍，或者對應(yīng)不同的溫度均勻性要求的多個不同尺寸有效加熱區(qū)，必須分別進(jìn)行溫度均勻性測量。當(dāng)存在重疊或銜接時，能夠滿足溫度均勻性高要求時，自然能夠滿足較低要求，不必重復(fù)測量。7.2檢測點(diǎn)數(shù)量和位置7.2.1周期式加熱爐檢測：a)井式周期熱處理爐的檢測點(diǎn)數(shù)量和位置按表5規(guī)定。表5尺寸以外的設(shè)備，可按表7規(guī)定增加檢測點(diǎn)，其位置在高度、圓周方向均衡布置。b)箱式周期熱處理爐的檢測點(diǎn)的數(shù)量和位置按表6規(guī)定。表6尺寸以外的設(shè)備，可按表7規(guī)定c)對于浴爐或流態(tài)粒子爐，其中井式的按直徑(d)<0.5m、高(h)<1m井式爐規(guī)定執(zhí)行，箱式7.2.2連續(xù)式加熱爐檢測：a)推桿式等連續(xù)熱處理爐的檢測點(diǎn)數(shù)量和位置按表8規(guī)定。托盤、料筐可以作為測量框架，其高度及寬度尺寸應(yīng)分別小于假定有效加熱區(qū)的高度及寬度。對于連續(xù)熱處理爐，一般以正常條件移動測溫框架進(jìn)行測溫，直至保溫時間結(jié)束。因熱處理爐的結(jié)構(gòu)使測溫框架難以移動時，也可以按照箱式周期熱處理爐規(guī)定，在假定有效加熱區(qū)中固定測溫位置進(jìn)行測定。b)輸送帶式等連續(xù)熱處理爐的檢測點(diǎn)數(shù)量和位置按表9規(guī)定。以常用運(yùn)料速度移動測溫架進(jìn)行測溫，直至保溫時間結(jié)束。在不便移動測溫架的情況下，也可按箱式周期熱處理爐的規(guī)定進(jìn)行測定。7.3檢測溫度以常用的工藝規(guī)定溫度為工作溫度范圍，檢測溫度根據(jù)工作溫度范圍按表10規(guī)定確定。7.4檢測順序及步驟7.4.1檢測準(zhǔn)備儀表、溫度傳感器、補(bǔ)償導(dǎo)線，均應(yīng)檢定合格并在有效期內(nèi)，同時都應(yīng)提供修正值。7.4.2測量系統(tǒng)的接線7.4.2.1用適當(dāng)?shù)姆椒ò葱枰獙囟葌鞲衅鳒y量端牢固地綁扎在測溫架的每個檢測點(diǎn)位置上。平面法測量連續(xù)爐溫度均勻性時，溫度傳感器測量端應(yīng)在檢測點(diǎn)76mm以內(nèi)。8表5井式周期熱處理爐檢測點(diǎn)數(shù)量和位置單位為米高h(yuǎn)dd5dd25心7d21一的2一9表6箱式周期熱處理爐檢測點(diǎn)數(shù)量及位置單位為米寬b長度l高h(yuǎn)553氣b7名5名發(fā)7563.5～5.0之14763≤表7大尺寸周期式熱處理爐檢測點(diǎn)數(shù)量，有效加熱區(qū)體積/m3(小于)檢測點(diǎn)數(shù)量I~Ⅱ類爐ⅢA~Ⅱ類爐對于爐子有效加熱區(qū)體積超過113m3的情況，按下列公式來計算檢測點(diǎn)數(shù)量：I~Ⅱ類設(shè)備：9+(1/2×[35.3×(有效加熱區(qū)體積—6.4)]的平方根)ⅢA~Ⅱ類設(shè)備：9+(1/4×[35.3×(有效加熱區(qū)體積一6.4)]的平方根)對于爐子有效加熱區(qū)體積小于113m3的情況，使用本表中溫度傳感器數(shù)據(jù)內(nèi)插法計算，也可以使用公式來計算溫度傳感器數(shù)量。寬料筐長高(h)成1成1互書書之2之2書名112'2'23b3bb12注：l——假定有效加熱區(qū)長度；b——假定有效加熱區(qū)寬度。表10檢測溫度工作溫度范圍檢測溫度最高和最低溫度間的任意溫度原則為最高溫度和最低溫度由于引出線安裝不當(dāng)而影響爐溫測量。爐溫跟蹤儀也可以無直接聯(lián)接，實現(xiàn)無線傳輸溫度傳感器測試爐型周期式熱處理爐連續(xù)式熱處理爐工藝保溫時間min30～120兩次測量時間間隔min5～105～10測量次數(shù)/次得各檢測點(diǎn)真實溫度。所有測量溫度傳感器真實溫度與測試溫度設(shè)定值比較，得出各點(diǎn)的溫度偏差值測溫度點(diǎn)的檢測總時間一般不應(yīng)超過2h。對于工藝保溫時間特短或特長情況，檢測總時間可適當(dāng)縮7.4.3.7熱處理爐有效加熱區(qū)測定的測量溫度傳感器故障及處理a)