真空热处理炉的泄漏与检测.pdf

真 空 热 处 理 炉 的 泄 漏 与 检 测 上海 阀门真空设备公司 陈锐 一 引 言 由于真空技术的迅速发展 在 1 9 6 0年 就有人研 制成功了气冷式真空热处理炉 这样 不久就完成了 对工具钢 高速钢 不锈钢的淬火处理 以及成功地 对高熔点的活性金属钴 钛的热处理 从而使在金属 热处理方面的技术向前迈了一大步 发展到目前 以 致于象航天技术中 有些特殊要求的金属 非经真空 处 理不可 近几年来 国内外相继研制出油冷式真空热处理 炉和气冷式真空热处理炉 扩大了真空热处理的材料 种类和零件的范围 经过真空热处理后的零件 不仅 变形小 表面光亮 无氧化脱碳 内在质量也很好 采用真空热处理工艺还可降低生产成本 减少能源消 耗和改善劳动条件 并能防止产生公害 真空热处理炉就炉子本身来说 一方面要取适当 的真空度 另一方面要保持住一定的真空度 这两者 都跟泄漏量有关 在炉子的调试过程中往往会发现 经热处理后零件的质量 色泽并不理想 其中主要原 因可能是由于炉子漏进有害气体造成的后果 一只真 空容器 总是会存在许多各种不同大小的漏孔 我们 检查漏孔 就是要找出一定数量影响大的孔 把其 堵 塞 使得泄漏进炉子的气体达到一定要求 取得高质 量的真空炉 一年多来 用上海阀门二厂生产的 H P I 型氦质谱检漏仪 对国内外生产的各种规格气 油真 空淬火炉 大型真空淬火炉 氮化钛沉积炉进行检漏 都取得了满意的效果 达到了国家规定的泄漏标准 二 泄漏量的表示方法 炉子的漏气 一般 由材料本身质量缺陷 焊缝不 密或焊缝裂缝 密封垫片与法兰之间接触不良 以及 间隙出现漏孔而产生 带有液压系统的炉子 也会随 漏入炉子的油带进气体 作为真空热处理炉 气体泄 漏量跟其他真空系统比较要求并不算高 只要求泄漏 量在允许的范围内就可以了 事实上 理想的真空室 是不会有的 总是存在一定的泄漏现象 另外 容器 的内壁和容器中的物体也会放气 当真空度下降时 要能区别出一个密闭的容器是泄漏还是容器内壁表面 和材料放气 可参考图 1曲线来区别 从曲线 看 3 O 一 1 压力升高主要是由于漏气 2 压力升高到一定时侯 速度大大降低 主要 是放气 3 压力升高是漏气同时又有放气 在调试过程中 掌握这个曲线非常重要 我们经 2 O余台炉子的检漏 都符合这个曲线 目前 我们使用的泄漏单位为两种 用得 比较多 的是漏率 Q 其计算公式 Q P a L s 式 中 P 2 一 P l 压力 差 P 口 容 器体积 L 一 t 力由 P 升到 P 所经过的时间 另一种 按 J B2 2 5 0 2 2 5 2 7 8规定 热处 理的漏 放气率标准 称之为升压率 口 口 了P P1 L r a mi n 式中 P 2 一 P l 压力差 P a t 一 t t 压力由P 升到 P 所经过的时间 ra i n 以升压率来考虑容器的放漏气率 忽略了该容器 的容积因素 显然对于同样大小的漏孔 容积大与容 积小测的数据成反比 日本生产的一台 1 2 0千瓦真空 淬火炉 以及上海生产的 3 O千瓦真空淬火炉 升压率 验收标准 q O 0 6 6 6 5 P a mi n 理想的真空室是不存 在 的 即 O aP 丰O q Ap At O 从验收一台设备来说 要把漏率 升压看成一个 统一体 以 z C 一3 0千瓦真空淬火炉为例 按J B 2 2 5 0 2 2 5 2 7 8规定 升压率是 0 5 V m r r d n 换算成漏 率时 如果炉子体积当成是两个立方米 算出漏率为 0 4 4 P a L l s 三 泄漏量的测定 1 静态测量法 当把炉子抽到一定的真空度的时侯 关闭泵入口 阀门 等数分钟 一般定 1 5分钟 后 炉内降到某一 真空度 P 再经过一分钟或数分钟 又会降到某一真 空度 P 此时漏率忽略了炉子内壁表面和炉内材料放 气因素 t 机械制造 1 9 9 0 年第 9 期 维普资讯 2 动态测量法 在炉子真空排气系统不断排气的情况下 进行测 量 0 S KI S P 式 中 S 抽速 P 压 强 K卜一 压 强读数 K 检漏器 真空计放大系数 j 检 漏器 电流 将试验气体通过漏孔注入系统时 压强的增长率 是 d p d t Q V 在泵不断工作时 平衡式为 V d p d t Q P S 在测泄漏量时 往往都忽略了容器内壁表面的放 气和容器中的放气物质 热处理炉中 常用的淬火油 也是放气源 但由于热处理炉不像其他容器或器件来 得要求那样高 所以就把放气忽略了 检漏仪器中 氦质谱检漏仪是我国目前使用最广 的仪器之一 其灵敏度高 可靠 方便 反应速度快 不 受被检 容器大小 一般不 超过 1 0 m 的影 响 不 会 拈污被检系统 并且对高 中 低真空度没有限制 能迅 速找出各种容器的密封结构中极其微小的漏隙部位 并带有标准漏孔 还可 以概略地估计出漏孔的大小 四 检漏实例 1 日本制造的 1 2 0 k w 淬火炉 该炉采用罗茨泵滑阀式机械真空泵系统 经过中 日双方多次调试 性能除泄漏量过大一项超指标外 其他都达到了合同要求 但 日方在签约时 明文提出 要中方提供氦质谱检漏仪进行检漏 经研究 确定使 用上海阀N 厂生产的 A P I 型氦质谱检漏仪 经中 日双方实地检查 找出明显漏孔五处 其中最大漏孔 是放气阀处 第四节接管处和电极 放气阀漏是由于 垫片问题 电极漏是由于密封垫片和法兰平面上有几 根如烟丝那样的纤维丝造成的 其他几处都是由于焊 接的焊缝有小孔所造成 国外对焊缝和管接头漏孔 使 用涂 硅脂 的方法 国 内以后也可采 用 对 1 2 0 k W 炉子经 硅脂 密封和电极重新装配后 一次就全解决 了泄塌量过大的问题 达到了合同所要求的 星 1 图 1 t rai n 1一泄谝 2一 放气 3一 比较理想容 器 机械制造 1 9 9 0 年第 9朔 n 2 ZC 2 0 Z C 3 0型真空淬火炉 对 于炉子 的加工件 都 严格 按要求 进行 加 工好 以后进行气压试验 即泵气 有的甚至泵 到 0 8 MP a 实际上0 2 一O 3 MP a 即可 结果六台炉子压升率都 达不到 1 m mi n 的要求 有的差的很多 只要检出比 较大的漏孔和一定数量的小孔就可以了 一 台2 O千 瓦 五台 3 0千瓦炉子 有四只炉子的电极明显 地 漏 气 主要原因是电极尺寸比较小 接触密封垫片的法 兰面设计得比较狭 加之在炉子加热时 电极有一定 的温度 装配不好就漏了 对于密封圈和法兰尺寸应 按国家标准使用为佳 电极最好采用适当的结构 即 密封性可靠且绝缘性要好 有些炉子把密封圈同时作 为绝缘垫片 这样容易漏气 同时电弧打毛密封面也 不安全 所以最好不用 在 2 0 k W 和 3 0 k W 炉子上都有冷却水套 和 比 较 复杂的油压系统 一只炉子漏了 如何区别漏的是气 水还是油 特别是漏油 要随时注意检查 因为漏油 不光是漏掉一点油的问题 而且弄得不好 要引起炉 子爆炸 当小孔漏油时 高速的油以雾状喷进炉子 受到加热了的淬火炉和漏进炉内气体 的 影 响 正 如 一 台内燃机的气缸点了火 具备了爆发条件一样 上 海 曾有 一 台 7 0 k W 炉子 由于 漏油 导 致把 几 百 公 斤的炉门抛到几米以外 那么如何检查漏油呢 油压 系统充满了油 在这些油中含有一定数量的气体 当 油漏入真空室中 带进了成气泡状气体 当我们把真 空室真空度抽高 关闭管道阀 使容器成为静压状态 我们称之为 静态 如果每个气泡随油进入 静态 容 器 真空仪表就偏摆一次 明显时曲线成楼梯形 如 图 2 漏水往往由于焊缝质量差 造成冷却水漏进了真 C n 图 4 P 一 t 曲线 t ml n 图 2 P t 曲线 图 1 图 3 P t 曲线 一 3 1 维普资讯 介 绍 一 种 管 子 对 焊 器 青海重型机床厂 刘毓坤 机械制造上 经常会遇到同直径管子 异径管子 弯管等对焊 这种焊接一般较复杂和困难 一方面工作 不方便 另一方面定位不准确 若是工件的要求高 那更难保证了 下面介绍一种我厂经多年实践而获得 满意效果的管子对焊器 其不但实用性强 且定位相 当准确 如图所示的对焊器可适用 于 9 0 1 4 0之 间 不 同规格的管子焊接 对焊器由两个铰链式 固定 卡 爪 2 3 一个活动卡爪 4 铰链螺母 组成 配备带脚 垫压紧螺钉 6 手柄 7及滚压螺钉 等标准件 固定 卡爪 2 3为焊接件 在 固定卡爪与活动卡爪上 各安 装一个支承块 U A A视图所示 支承块为淬火件 以增加对焊器的使用寿命 遇有表面精度高的工件 支承 块应换成 铜件 使用时 先应根据管子管径的大小 调整带脚垫 压紧螺钉6 使两个需焊接的管子之一卡紧 焊口朝外 2 然后将另一管子焊 口对准已卡好的管子焊 口 调整螺 钉 直至两根管子焊 口完全对准后卡紧 这样可进行 焊接了 一般先点焊 之后进行正常焊接 这种对焊器可根据不同规格管径的管子焊接 进 行系列化设计 制订出一整套标准 具有一定的推广 使用价值 一 2曝 f6 x 4 5 J 4 4 一 继 f 弋 f 6 一j 一 1 一滚花螺钉 2 3 一固定卡爪 4 一活动 卡 爪 5 一铰链螺母 6 一压紧螺钉 7 手柄 编辑莫言 撇 撇 柑 蚺 柑 蚺 蚺 蚺 蚺 蚺 晰 晰 晰 晰 O 晰 晰 晰 晰 晰 晰 晰 坩 空室 漏水和漏油引起的现象有相同处 也有不同处 炉子 对其他结构上有可能的系统 也可以用这个方 ra J 处是水也会带有气泡进入真空室 出现楼梯形曲 法 我们在检查 Z C 一 3 0淬火炉时 该炉子由 于 在 内 线 不同处 漏到一定时 真空室内压力升高 空气 部加烧了一只塔子 使附近焊缝开裂了 当用氦质谱 密度高了 容易带走水蒸气 使容器内真空度迅速下 仪反复对各种接头 各处焊缝检漏时 仪器怎么也没 降 试验中 当真空度下降到1 3 3 P a l J 明显地快了 有反应 我们放掉冷却