GBT 10067.101-2023 电热和电磁处理装置基本技术条件 第101部分：真空电热和电磁处理装置的通 用要求 (正式版)

电热和电磁处理装置基本技术条件第101部分：真空电热和电磁处理装置的通用要求Basicspecificationsforelectroheatingandelectromagneticprocessinginstallations—Part101:Generalrequirementsforvacuumelectroheatingandelectromagnetic2023-12-28发布2024-07-01实施 I 12规范性引用文件 3术语和定义 14产品分类 5技术要求 6试验方法 7检验规则和技术分级 9订购与供货 附录A(规范性)真空系统 附录B(资料性)巴申定律和VEHEMPE的真空弧光放电 附录C(资料性)真空系统举例 附录D(资料性)抽气系统操作程序举例 附录E(资料性)真空检漏方法分类与实践 参考文献 I本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件是GB/T10067《电热和电磁处理装置基本技术条件》的第101部分。GB/T10067已经发布了以下部分：——第1部分：通用部分；——第101部分：真空电热和电磁处理装置的通用要求；——第2部分：电弧加热装置；——第21部分：大型交流电弧炉；——第31部分：中频无心感应炉；——第32部分：电压型变频多台中频无心感应炉成套装置；——第33部分：工频无心感应熔铜炉；——第34部分：晶体管式高频感应加热装置；——第35部分：中频真空感应熔炼炉；——第36部分：感应透热装置；——第4部分：间接电阻炉；——第41部分：网带式电阻加热机组；——第42部分：推送式电阻加热机组；——第43部分：强迫对流井式电阻炉；——第44部分：箱式电阻炉；——第45部分：真空淬火炉；——第46部分：罩式电阻炉；——第47部分：真空热处理和钎焊炉；——第48部分：台车式电阻炉；——第49部分：自然对流井式电阻炉；——第410部分：单晶炉；——第411部分：电热浴炉；——第412部分：箱式淬火炉；——第413部分：实验用电阻炉；——第414部分：工业宝石炉；——第415部分：铝材退火炉；——第416部分：多晶硅铸锭炉；——第417部分：碳化硅单晶生长装置；——第5部分：高频介质加热设备；——第6部分：工业微波加热装置；——第8部分：电渣重熔炉。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国电器工业协会提出。Ⅱ本文件由全国工业电热设备标准化技术委员会(SAC/TC121)归口。本文件起草单位：西安慧金科技有限公司、西安电炉研究所有限公司、苏州振湖电炉有限公司、物产中大(浙江)储能科技有限公司、厦门业盛电气有限公司、湖南顶立科技股份有限公司、陕西能源职业技术学院、辽宁嘉顺科技有限公司、株洲瑞德尔智能装备有限公司、西安福莱特热处理有限公司、广东鸣帆能源技术有限公司、湖南钟鼎热工科技股份有限公司。Ⅲ电热和电磁处理装置是国民经济各工业部门的重要热工艺装备。该装置主要按不同电加热方式和电磁处理分类，也可按不同应用、不同工作频率和不同工作气氛等分类。为了保证该装置的开发、生产、使用和销售有序进行，促进其技术进步和产品质量的提高，更好满足热工艺的要求，有必要制定该装置的基本技术条件，这也为制定其安全和试验方法标准提供了必要条件。在这方面，我国已建立了GB/T10067《电热和电磁处理装置基本技术条件》系列标准，由通用部分及其补充(本文件)和按上述分类的各专用部分组成。GB/T10067旨在规定电热和电磁处理装置的产品分类以及在设计、制造、安全、节能和环保、性能和成套等方面需要满足的要求并且描述用于判定该要求是否得到满足的证实方法，拟由以下40个部分构成。——第1部分：通用部分。目的在于规定各类电热和电磁处理装置的通用技术要求。——第101部分：真空电热和电磁处理装置的通用要求。目的在于规定各类真空电热和电磁处理装置的通用技术要求。——第102部分：具有保护和反应性气氛的电热和电磁处理装置的通用要求。目的在于规定各类该装置的通用技术要求。 第2部分：电弧加热装置。目的在于规定电弧加热装置的特殊技术要求。——第21部分：大型交流电弧炉。目的在于规定大型交流电弧炉的特殊技术要求。——第22部分：真空重熔电弧炉。目的在于规定真空重熔电弧炉的特殊技术要求。——第3部分：感应电热装置。目的在于规定感应电热装置的特殊技术要求。——第31部分：中频无心感应炉。目的在于规定中频无心感应炉的特殊技术要求。——第32部分：电压型变频多台中频无心感应炉成套装置。目的在于规定电压型变频多台中频无心感应炉成套装置的特殊技术要求。——第33部分：工频无心感应熔铜炉。目的在于规定工频无心感应熔铜炉的特殊技术要求。——第34部分：晶体管式高频感应加热装置。目的在于规定晶体管式高频感应加热装置的特殊技术要求。 第35部分：中频真空感应熔炼炉。目的在于规定中频真空感应熔炼炉的特殊技术要求，——第36部分：感应透热装置。目的在于规定感应透热装置的特殊技术要求。——第37部分：超导直流感应透热装置。目的在于规定超导直流感应透热装置的特殊技术要求。——第4部分：间接电阻炉。目的在于规定间接电阻炉的特殊技术要求。——第41部分：网带式电阻加热机组。目的在于规定网带式电阻加热机组的特殊技术要求。——第42部分：推送式电阻加热机组。目的在于规定推送式电阻加热机组的特殊技术要求。——第43部分：强迫对流井式电阻炉。目的在于规定强迫对流井式电阻炉的特殊技术要求。——第44部分：箱式电阻炉。目的在于规定箱式电阻炉的特殊技术要求。——第45部分：真空淬火炉。目的在于规定真空淬火炉的特殊技术要求。——第46部分：罩式电阻炉。目的在于规定罩式电阻炉的特殊技术要求。——第47部分：真空热处理和钎焊炉。目的在于规定真空热处理和钎焊炉的特殊技术要求。——第48部分：台车式电阻炉。目的在于规定台车式电阻炉的特殊技术要求。——第49部分：自然对流井式电阻炉。目的在于规定自然对流井式电阻炉的特殊技术要求。——第410部分：单晶炉。目的在于规定单晶炉的特殊技术要求。——第411部分：电热浴炉。目的在于规定电热浴炉的特殊技术要求。——第412部分：箱式淬火炉。目的在于规定箱式淬火炉的特殊技术要求。——第413部分：实验用电阻炉。目的在于规定实验用电阻炉的特殊技术要求。——第414部分：工业宝石炉。目的在于规定工业宝石炉的特殊技术要求。—第415部分：铝材退火炉。目的在于规定铝材退火炉的特殊技术要求。——第416部分：多晶硅铸锭炉。目的在于规定多晶硅铸锭炉的特殊技术要求。——第417部分：碳化硅单晶生长装置。目的在于规定碳化硅单晶生长装置的特殊技术要求。——第5部分：电热和电化学用等离子体设备。目的在于规定电热和电化学用等离子体设备的特殊技术要求。——第6部分：工业微波加热装置。目的在于规定工业微波加热装置的特殊技术要求。——第7部分：具有电子枪的电热装置。目的在于规定具有电子枪的电热装置的特殊技术要求。——第8部分：电渣重熔炉。目的在于规定电渣重熔炉的特殊技术要求。——第9部分：高频介质加热设备。目的在于规定高频介质加热设备的特殊技术要求。——第10部分：伴热系统。目的在于规定伴热系统的特殊技术要求。——第11部分：电磁处理装置。目的在于规定电磁处理装置的特殊技术要求。——第12部分：红外电热装置。目的在于规定红外电热装置的特殊技术要求。本文件根据GB/T10067.1—2019制定，针对真空状态下运行的各类电热和电磁处理装置的通用特点对GB/T10067.1—2019的有关规定进行完善和补充。在真空状态下运行的各类电热和电磁处理装置的专用部分可根据本文件制定，针对各类装置的特点分别对本文件的有关规定进行完善和补充。IN1电热和电磁处理装置基本技术条件第101部分：真空电热和电磁处理装置的通用要求1范围本文件规定了各类真空电热和电磁处理装置(VEHEMPI)通用的产品分类、技术要求、检验规则、干燥等热工艺的工业用电热和电磁处理装置，包括：——真空感应炉；——真空电阻炉；——真空重熔电弧炉；——真空电渣重熔炉；——具有电子枪的电热装置；——真空等离子炉；——真空微波加热装置；——真空电磁处理装置等。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T150.1～150.4—2011压力容器GB/T5959.1—2019电热和电磁处理装置的安全第1部分：通用要求GB/T10066.1—2019电热和电磁处理装置的试验方法第1部分：通用部分GB/T10067.1—2019电热和电磁处理装置基本技术条件第1部分：通用部分GB/T10067.35—2015电热装置基本技术条件第35部分：中频真空感应熔炼炉JB/T9691电热设备产品型号编制方法ISO1609:2020真空技术非刀口法兰的尺寸(Vacuumtechnology—Dimensionsofnon-knifeedgeflanges)ISO9803(所有部分)真空技术管道配件的安装尺寸(Vacuumtechnology—Mountingdimen-sionsofpipelinefittings)3术语和定义GB/T10067.1—2019界定的以及下列术语和定义适用于本文件。2真空电热设备vacuumelectroheatingequipment;VEHE具有密闭真空室，在真空状态下工作的电热设备。真空电热装置vacuumelectroheatinginstallation;VEHI由真空电热设备及其在操作和使用中所必需的，包括真空系统在内的电气和机械附属设备所组成的成套装置。真空电磁处理设备vacuumelectromagneticprocessingequipment;VEMPE具有密闭真空室，在真空状态下对材料进行电磁处理的设备。真空电磁处理装置vacuumelectromagneticprocessinginstallation;VEMPI由真空电磁处理设备及其在操作和使用中所必需的，包括真空系统在内的电气和机械附属设备所组成的成套装置。真空系统(真空电热和电磁处理装置)vacuumsystem(ofvacuumEHandEMPinstallation);VEHEMPI为VEHEMPI提供真空，由炉室(真空室)、抽气系统以及测试和控制真空等元件组成的真空装置。真空容器根据力学计算能允许容器的压力低于环境压力的密封容器。注：在其内进行电热或电磁处理的真空室称主真空室。抽气系统vacuumpumpsystem真空机组为在真空室产生真空，由真空泵、真空阀门、真空管道、真空附件、废气排放和处理装置等组成的真空室极限压力ultimatepressureofvacuumchamber真空室工作压力workingpressureofvacuumchamber在真空室中为满足实施应用工艺要求所必需的压力。注：真空室工作压力也可用压力范围表示。在真空室抽气口处测得的抽气系统的抽速。34产品分类4.1分类方法各类VEHEMPI的产品分类方法应符合GB/T10067.1—2019和相关电加热方式或电磁处理的专用部分的规定及以下补充规定。VEHEMPI按主真空室的工作压力(真空度)范围分为低真空、中真空和高真空三类，如表1所示。表1VEHEMPI真空区域的划分及相应真空配套设备真空区域低真空中真空高真空工作压力范围10⁵~10²10²~10-1真空获得设备机械泵；水蒸气喷射泵机械泵十罗茨泵或油扩散喷射泵；水蒸气喷射泵机械泵+罗茨泵+油扩散泵或分子泵真空测量仪表液位压力计(U型管)、弹性元件真空计、电阻真空计电阻真空计、热偶真空计冷、热阴极电离真空计各VEHEMPI具体的产品分类在各自的产品标准中规定。4.2型号VEHEMPI的产品型号应符合JB/T9691的规定，表2对其产品型号中的系列代号作了补充。对低真空、中真空和高真空的VEHEMPI,必要时可在系列代号第一个字母Z加不同下标加以区别，即：Z₄(低真空)、Z(中真空)和Z₂(高真空)。4.3主要参数VEHEMPI的主要参数应符合GB/T10067.1—2019中4.3及以下补充规定。增加主真空室的极限压力、空炉抽气时间、压升率或漏气率、工作压力四个参数，各类VEHEMPI的系列代号、应用和主要工作参数见表2。表2VEHEMPI的系列代号、应用和主要工作参数真空电热和电磁处理装置(系列代号)主要应用主真空室工作压力工作温度℃工作电压V真空感应熔炼和铸造炉(ZGR)特种合金钢、镍基高温合金、钛合金、铜及其合金和铀等的熔炼和浇铸375～600(中频)真空感应烧结炉硬质和高温合金，稀土磁件、难熔金属等粉末冶金件的烧结真空电阻炉(ZR)金属材料或工件的淬火、回火、退火、渗碳、氮化、渗金属等热处理，硬质和高温合金、稀土磁件、难熔金属等粉末冶金件的烧结，单晶硅生长和不锈钢、铝和高温合金的钎焊等4真空电热和电磁处理装置(系列代号)主要应用主真空室工作压力工作温度℃工作电压V真空重熔电弧炉等活泼和难熔金属和合金10°~10-1(电弧区阳极斑点温度)具有真空脱气功能的钢包精炼炉适用于多品种优质钢的精炼—真空电渣重熔炉重熔特种合金钢、镍及镍基高温合金、铜及其合金等10⁵~10²具有电子枪的电热装置(DS)熔炼耐熔和活泼金属(如钨、钼、钽、铌、钛和铪等),高级合金钢和某些蒸气压低且高温下导电的非金属材料；工件的热处理和真空蒸镀等10-1～10-³(熔炼室);10-¹(蒸镀室);10-2～10-3(枪室)3550(最高)真空微波干燥装置食品、农产品、植物提取物、中药浸膏、药丸、颗粒、化工产品等低温干燥和灭菌；半导体材料低水分干燥10³~10~l——真空电磁处理装置活泼液态金属(如Ti、Zr等及其合金)的搅拌、输送和浇注以及结晶过程的强化—5技术要求5.1设计要求VEHEMPI的设计应符合GB/T10067.1—2019和相关电加热方式或电磁处理的专用部分中可适用部分的规定及以下补充规定。VEHEMPI应满足预定的真空热工艺的要求，生产出合格的产品。其工作参数，即工作压力、工作温度、工作电压和功率以及真空系统的运行参数等，应根据工作负荷和工艺要求确定。VEHEMPI主要由VEHEMPE、真空系统、机械传动装置、VEHEMPE主电路、操作和控制系统及水冷系统等组成。真空系统由一个或多个真空室(或炉室)及其间的真空阀门、一套或多套抽气系统、真空测量装置及其操作和控制系统等组成。具有VEHEMPE的主真空室为整个VEHEMPI的核心。根据不同工艺，真空室内可有不同的机械附属设备，如工作负荷传送和转移装置、熔铸炉的浇铸设备和热处理炉的油淬或气冷设备等。VEHEMPI的设计除常规要求外，宜考虑满足真空性能的要求并防止在正常工作状态下在炉内产生弧光放电。真空系统及其各组成部分设计应符合GB/T10067.1—2019中5.1.2的规定以及附录A中A.1.2.25的规定。5.1.3环境条件和供电电网环境条件应符合GB/T10067.1—2019中5.1.3.1的规定。VEHEMPI对其所处车间的工作环境有比非真空电热和电磁处理装置更严格的要求，应根据真空度的高低对该车间的温度、湿度、空气中的微粒和其他污染物、密闭性以及其墙面和地面的光洁度提出不同的要求。供电电网应符合GB/T10067.1—2019中5.1.3.2的规定。水冷系统应符合GB/T10067.1—2019中5.1.4及以下补充规定。真空室内的水冷件及其连接管路(包括水冷电缆)和连接头应符合GB/T5959.1—2019中10.5的要求，其设计和制造宜考虑其在真空条件下将承受比常规更高的内外压差，不应有任何泄漏。对盛放高温熔体的水冷坩埚(见5.1.14)的冷却水，通常要求比常规更高的工作水压，如进水压力为0.3MPa～0.5MPa,回水压力为0.1MPa～0.4MPa,以确保足够的流量。其水冷系统中应单独设有水温、水压监测和超温、欠压等安全联锁报警装置，必要时切断相关供电电源。机械结构应符合GB/T10067.1—2019中5.1.5及以下补充规定。真空室及其内的运动机构包括门、盖和真空室间闸阀的启闭，炉体的倾动浇注或旋转，加料或进电动传动装置，但对小型VEHE和某些操作也可采用手动。这些运动机构应能在它们所处的真空、高温和可能的烟气和尘灰污染环境条件下正常、可靠的运转。高真空真空室内的运动部件不应用机油作润滑剂，可用饱和蒸气压低的扩散泵油、二硫化物等。真空室内液压系统管路的设计应比常规的有更严格的要求，确保无漏油现象；室内所用电机应能在所处压力、温度和污染条件下可靠运行，其额定电压不宜超过100V。处于真空中的炉衬应符合GB/T10067.1—2019中5.1.6的规定以及5.1.12.4.1的规定。暴露于真空的材料应符合GB/T10067.1—2019中5.1.7的规定以及A.1.2.4的规定。5.1.8设备主电路设备主电路应符合GB/T10067.1—2019中5.1.8的规定，其工作电压和功率调节还应符合5.5.3和5.5.4的规定。5.1.9装置的操作和控制系统装置的操作和控制系统应符合GB/T10067.1—2019中5.1.9及以下补充规定。6VEHEMPI的操作和控制系统还应满足以下要求。a)VEHEMPI的操作和控制系统涉及VEHE或VEMPE输入功率调节(见5.5.4),其加热范围应能监控和限制(见5.1.12.3),真空系统(见A.5),整个VEHEMPI的运动机构(见5.1.5)应能操作和控制，整个VEHEMPI的运行参数和状态应能测量、控制和显示，并应配备安全联锁和报警装置等。b)宜配置由工业用数字摄像机、角度调节器、彩色显示屏等组成的观察摄像系统(见5.1.12.3),使操作者能及时掌握熔炼及电弧燃烧情况，并准确控制熔炼过程和确保熔炼的安全。c)对在炉室内进行浇铸的真空熔炼炉，宜采用自动定位浇注控制系统，以防金属熔液浇注到锭模外造成事故。d)VEHEMPI的安全联锁和报警装置涉及：2)炉室内工作压力异常(见5.5.2);3)电热源加热范围的限制和监控(见5.1.12.3);5)真空熔炼炉的防爆(见5.3.3)。配套件应符合GB/T10067.1—2019中5.1.10的规定，配套件还应包括真空泵、真空阀、真空测量装置等。5.1.11产品说明书产品说明书应符合GB/T10067.1—2019中5.1.11的规定，制造厂应按照GB/T5959.1—2019的19.5和本文件的有关要求向用户提供VEHEMPI的成套使用说明书。5.1.12真空电热和电磁处理设备VEHEMPE的设计和制造除应符合对应非真空电热和电磁处理设备产品标准的可适用要求外，还应符合本条款提出的与真空应用有关的一些特殊要求。在VEHEMPE的整个正常运行期间，不应发生持续的真空弧光放电(见附录B),它会引起VEHE-MPE过流或供电中断，使设备无法正常工作，还会损坏有关放电件的电气绝缘。为此，应合理选择其工5.1.12.2真空室内电热设备及其他带电件的电气绝缘对工作电压较高的VEHE,如大容量真空感应熔炼炉，应对其感应线圈及其连接头加强电气绝缘处理，推荐的绝缘处理规程和要求见5.2.12。5.1.12.3电加热范围的监控和限制某些可移动的电热源如电子束熔炼炉的电子束和真空重熔电弧炉的电弧，当其偏移打到盛放高温熔体的水冷铜坩埚(结晶器)上时，有可能烧穿该坩埚发生5.1.14所述的爆炸。为避免发生这种情况，应通过观察摄像系统(见5.1.9b)]监视其工作状况并采取措施限制其活动范围。一旦出现上述情况应发出报警并自动或手动调整电子束的方向或快速提升电弧炉的电极，或最终切断对VEHE的供电。75.1.12.4真空电热和电磁处理设备的隔热5.1.12.4.1真空感应熔炼炉和VEMPE的坩埚或炉衬所用的耐火材料除应满足GB/T10067.1—2019的5.1.6和GB/T10067.35—2015中5.2.4和5.2.5的要求外，还应满足吸气量和放气量较低的要求。5.1.12.4.2真空电阻炉的加热区应围以不易产生和吸附气体的隔热屏，通常为金属辐射屏、碳毡或石墨毡，或单层金属辐射屏再衬以耐火纤维制品等。所用的材料都应耐热，在工作中不下垂、裂开和剥离。设计中宜考虑把热胀冷缩所引起的变形和通过隔热屏的热损失限制到最小。在高温、较高真空和对污染有较严格限制时，宜使用多层金属辐射屏。5.1.13真空系统VEHEMPI的真空系统应符合附录A的要求。5.1.14真空熔炼炉的水冷坩埚真空感应熔炼炉通常采用耐火材料坩埚，外面包裹着水冷铜管感应线圈。电子束熔炼炉、真空电渣重熔炉和真空重熔电弧炉采用水冷铜坩埚(结晶器),无耐火材料污染。它们通常为圆筒形，分内、外两层，分别用铜和不锈钢制造，中间通水冷却。用于在真空中浇制铸件的真空感应熔炼炉和真空重熔电弧炉又称凝壳炉(见附录C),采用半球形、有浇注口和可倾倒的水冷铜坩埚。这些水冷坩埚是真空熔炼炉的核心部件，金属在其内进行熔化、过热、精炼，有的还在其内结晶成锭。它们的设计和制造除应符合5.1.4外，还宜考虑其内部盛放高温熔体的恶劣条件，应结实可靠、冷却有效、不应有任何水泄漏。耐火材料坩埚由于使用磨损或熔体过温等原因会使坩埚破裂和熔体泄漏、运行过程中由于电子束或电弧的偏移而打在水冷铜坩埚上，这些会烧穿水冷感应器线圈或水冷铜坩埚，使大量水与高温熔体接触并在真空条件下由于大量水的突然汽化产生爆炸，特别是在熔炼钛、锆等活泼金属时情况更为严重。为此，真空熔炼炉设计和使用时应按照5.3.3采取多种防护措施避免发生上述情况。5.2制造要求5.2.1一般要求VEHEMPI的制造应符合GB/T10067.1—2019中5.2.1的规定。5.2.2铸件和锻件铸件和锻件应符合GB/T10067.1—2019中5.2.2的规定，通常铸件不宜用在真空气氛中。焊接应符合GB/T10067.1—2019中5.2.3的规定。真空系统暴露于真空的，起气密性作用的各零部件的焊接应符合A.1.3.2的规定。紧固件应符合GB/T10067.1—2019表面应符合GB/T10067.1—2019中5.2.4的规定。中5.2.5的规定。暴露于真空的各零部件的内表面还应符合8A.1.3.1的规定；主真空室内所有可导电件的表面(包括紧固件)还应满足5.3.2有关防真空弧光放电的机械措施中的要求。管路系统应符合GB/T10067.1—2019中5.2.6的规定，真空管道还应满足A.3.4的要求。炉衬的砌筑应符合GB/T10067.1—2019中5.2.7的规定。电气装配应符合GB/T10067.1—2019中5.2.8的规定。涂漆应符合GB/T10067.1—2019中5.2.9的规定。真空清理应符合A.1.3.3的规定。标牌应符合GB/T10067.1—2019中5.2.11的规定。5.2.12真空室内电热设备及其他带电件的电气绝缘处理应对真空室内的电热设备和其他带电件(必要时包括某些可导电件)进行比常规更严格的、多次的和多层的电气绝缘处理，且绝缘层应无任何小孔、裂缝或通过它能打弧的其他开口，以免设备运行时发生真空弧光放电。被电气绝缘处理的带电件本身应满足5.3.2的机械措施要求。为加强盛装高温金属熔体的坩埚与感应线圈间的电气绝缘，还应在其间另外设置由规定温度等级的绝缘材料构成的绝缘层。5.3安全要求VEHEMPI有关设计、安装和使用方面的安全要求应符合GB/T10067.1—2019中5.3及以下补充规定。5.3.2真空弧光放电的防护宜避免在真空系统或真空室内发生真空弧光放电。避免真空弧光放电的措施推荐如下。a)机械的措施：——所有带电件和接地金属件具有光滑表面；——避免任何尖锐的角或边缘或可起天线作用的任何其他结构；——增大在运行时带不同电位的任何两部件间的间隙。b)电的措施：——整个过程使用低电压；9——在正常运行期间尽可能使用低于真空系统或真空室内的任何气体的巴申限值的电压；——避免在巴申曲线的最小临界压力附近运行，考虑能否在更高或很低的压力下运行；——对真空室内带电件按照5.2.12的要求作加强电气绝缘处理。一旦运行时发生真空弧光放电，则应发出报警并采取措施消除，必要时切断VEHEMPE的供电。用于检测真空室在运行中是否发生弧光放电和寻找发生弧光放电原因的试验方法见6.8。5.3.3真空熔炼炉的防爆宜避免发生5.1.14所述的爆炸，综上所述应采取以下措施：——确保水冷系统和盛放高温熔体的真空熔炼炉水冷坩埚符合5.1.4和5.1.14的要求；——如5.1.12.3所述采取措施，监控某些可移动电热源的运行状态并限制其加热范围以免它们偏移到盛放高温熔体的水冷铜坩埚上；——监控熔体温度和输入真空熔炼炉的总输入电能，当熔体超温或输入总电能较多超过预计值时应发出报警并及时处理，必要时切断电源，以防熔体过热损伤水冷坩埚进而发生爆炸；——对额定容量为0.5t及以上的真空感应熔炼炉应提供漏炉报警装置和切断电源的措施；——定期检查确保A.2.4的真空室防爆装置和5.1.9d)中的有关安全联锁和报警装置处于正常状态。5.4节能和环保要求节能应符合GB/T10067.1—2019中5.4.1及以下补充规定。应采用合理的真空室结构和尺寸以利节能。应在满足真空热工艺的要求下，合理设计抽气系统、合适选配主副真空泵和大型真空阀、尽可能采用全自动真空操作和控制系统，以降低抽气系统的能耗。5.4.2环境保护环境保护应符合GB/T10067.1—2019中5.4.2的规定，真空系统的抽气系统废气排放和处理装置还应满足A.3.6的要求。5.5性能要求5.5.1一般要求VEHEMPI的性能要求应符合GB/T10067.1—2019中5.5及以下补充规定。5.5.2主真空室工作压力VEHEMPE主真空室工作压力首先应满足真空热工艺的要求，不同VEHEMPE的工作压力范围也是不同的，见表2。当室内工作压力超过规定的最高工作压力时应发出报警，以便及时采取措施处理。由巴申曲线可知，较低和较高的工作压力都有利于提高击穿电压。通常，工作压力在10Pa～100Pa范围内容易放电。VEHE的主真空室工作压力与加热功率调节的关系见5.5.4。5.5.3工作电压VEHEMPE的工作电压既应避免发生真空弧光放电又应使其具有较高的电效率。为了避免发生真空弧光放电，VEHEMPE通常采用低压、大电流供电，使其最高工作电压低于相应于其工作压力的击穿电压，如真空热处理电阻炉。对大容量真空感应熔炼炉，为减少感应线圈和供电线路中的电损耗通常选用较高工作电压，但一般不超过600V(中频),为此需要加强感应线圈及其连接头的绝缘。电子束熔炼炉采用几万伏高压直流电源，电子枪的阴极接电源负极，电子枪的阳极、炉室外壳及其内水冷铜结晶器、被精炼坯料和进料机构等均接地作为电源正极。电子枪的阴阳极由高压瓷件绝缘。枪室内处于高真空，应对电子枪室做真空弧光放电的检测以确保使用中不会发生真空弧光放电。由于炉室及其内部件均接地，因此室内不会发生真空弧光放电。5.5.4加热功率调节对间歇式和半连续式作业的VEHE,如真空感应熔炼炉和真空电阻炉等，输入VEHE的加热功率的大小及其提升速率应满足下列要求。——在规定时间内将工作负荷加热到规定的热工艺温度，这是输入功率较高的阶段；在此升温阶段，工作负荷放气最多，确保其间室内压力维持在规定的工作压力范围内，即输入功率大小及其提升速率应受适当限制。——在达到热工艺温度的保温阶段，将维持较小的保温功率；此时，工作负荷的放气量较少，室内可维持较低工作压力，更好达到除气和精炼的效果。对准连续式作业的VEHE,如真空自耗电弧炉、真空电渣重熔炉和电子束熔炼炉等，也应满足上述要求，但在待重熔电极或坯料的加热起始阶段还应合适调节进料速度，然后进入稳定进料的恒功率状态，并维持工艺要求的工作压力。根据上述要求，通过实践可实施对输入功率、工作负荷温度或进料速度的自动调节。当工作压力超过其允许的最高值时，输入功率和/或进料速度能自动降低。成套要求应符合GB/T10067.1—2019中5.6的规定，成套范围应包括真空系统。6试验方法6.1一般要求的主要性能参数和运行特性的基本试验步骤、试验条件和试验方法应按照GB/T10066.1—2019相应大类产品的专用试验方法以及本系列标准中相应大类、小类或系列产品各部分的规定。本章补充或修改了与真空应用有关的试验方法。6.1.2对带工作负荷的试验，其工作负荷和真空热工艺由用户和制造厂商定。6.1.3对与用能有关的性能参数如VEHEMPI的工作负荷单位能耗和加热效率等的测定，还宜考虑试验期间抽气系统的能耗。6.1.4在6.3～6.5中针对主真空室真空性能的测量方法也适用于其他真空室和真空管道。6.2压力(真空度)的测量应按照工作压力范围和A.4中的要求选用合适的真空计测量。所用仪表的测量准确度应在所测压力值的25%范围内并在经校准的有效期内。6.3主真空室极限压力的测量在空载冷态情况下，用VEHEMPI本身配套的真空系统进行试验。按照正常工作条件启动抽气系统，直到主真空室内压力达到最低值。主真空室应能达到产品标准中所规定的极限压力值。测量真空度的仪表应符合6.2的规定。6.4主真空室空炉抽气时间的测量在6.3的试验中，主真空室内压力从大气压降到产品标准中规定的极限压力的时间，即为空炉抽气时间。油扩散泵和油增压泵的预热时间不包括在空炉抽气时间之内。为了减少主真空室内部件的放气对抽气时间的影响，本测量宜连续做2次并取第二次测量值为测量结果。6.5主真空室压升率或漏气率的测量主真空室压升率用关闭法测量。在6.3的试验后(要求此时室内的压力应不高于规定的极限压力值的95%),立即关闭主真空室各通气口的真空阀门和关停抽气系统。压升率按公式(1)计算：式中：△p——压升率，单位为帕每小时(Pa/h);p₁——第一次读数时主真空室内的压力，单位为帕(Pa);p₂——第二次读数时主真空室内的压力，单位为帕(Pa);△t——两次读数的时间间隔，单位为小时(h)。第一次读数的时间应按照产品标准的规定；当产品标准未规定时，为关闭真空阀门后15min。两次读数应用同一只真空计的同一测量档测量。为减少室内构件放气或吸气对压升率的影响，试验宜在室内没有耐火和隔热炉衬的情况下或在将其加热烘烤去潮后进行。如果不可能做到这一点，则应每隔一定时间(不小于0.5h)读取室内的压力值，并在直角坐标纸上绘制压力对时间的关系曲线，以曲线最后直线上升段的斜率作为压升率的测定值。试验一般用VEHEMPI本身配套的抽气系统进行。但对低真空(压力10⁵Pa～10²Pa)和中真空(压力10²Pa～10-1Pa)的VEHI,也可用非本身配套的抽气系统。各抽气系统本身都应分别经过检漏以及极限压力和压升率的测量，并确认其压升率不致影响主真空室达到规定的压升率指标。上述测量中所得的压升率乘以测量时主真空室的实际空间体积V(包括所涉部分管道的体积)即为漏气率，单位为帕升每秒(Pa·L/s)。在VEHEMPI的实际运行中需做检漏操作时(见附录D的D.2),若炉室内压力升得较快即漏气率较高时，检漏时间△t可较短。对多室的情况，应在以下两种情况下分别进行试验，即：a)室与室之间的真空阀门关闭而邻室处于大气压时，只测量主真空室的压升率；b)室与室之间阀门处于打开状态，测量整台VEHEMPE的压升率。6.6主真空室工作压力的测量在VEHEMPI型式检验、工艺检验或工业运行检验中，应按照用户和制造厂商定的工作负荷和真空热工艺，用VEHEMPI自身配套的真空仪表在其正常工作状态下测量。对间歇式VEHEMPI,主真空室工作压力可用从升温开始至保温结束期间测得的最低压力和最高压力为界的压力范围表示；对连续式VEHEMPI,则以其稳定期间测得的压力来表示。测量真空度的仪表应符合6.2的规定。6.7真空检漏6.7.1任何真空系统或真空容器的漏气是绝对的，不漏气是相对的。VEHEMPI属于动态真空系统，该装置的最大允许总漏率随其不同应用而异，如对真空脱气和浓缩为10³Pa·L/s,对真空冶炼为10-4Pa·L/s,只要主真空室的平衡压力能达到所要求的工作压力就行。对于大多数真空系统、真空容器，若其真空抽不上去，首先应判断漏气是否是其主要因素，然后确定是否需要进行检漏。6.7.2真空检漏是用一定的手段将示漏物质加到被检对象的器壁的某一侧，然后用仪器或某一方法在另一测怀疑有漏的地方检测通过漏孔逸出的示漏物质，从而达到检测目的(见附录E)。6.7.3检漏时一般应先进行总漏率的测定工作，只有当总漏率超出允许值时，再进行漏孔的定位，因为一般找出漏孔位置比漏率测量更困难一些。但这并非绝对，它与漏孔大小及具体的检漏方法有关，例如用气泡法(见E.1.2)可容易检找出较大漏孔的位置，却难测定其总漏率。6.8真空室弧光放电的检测本试验用于检测具有电热设备的真空室，在规定的最高工作电压和工作压力范围内是否正常运行不发生弧光放电和该电热设备带电件的电气绝缘是否良好，或用于寻找该真空室发生弧光放电的原因和解决办法。试验时，被检测的真空室应满足规定的极限压力和漏气率要求，电热设备应处于空载状态。对真空感应熔炼炉，检测应在打结炉衬前进行，并在检测合格和打结炉衬后再次进行检测。试验程序如下：a)开启抽气系统，使真空室内的压力低于规定的最低工作压力；b)关闭真空室与抽气系统间的阀门；c)给电热设备施加工作电压，慢慢升高至规定的最高工作电压并保持约20s;d)让室内压力自然升高或给真空室通入空气或氩气，使室内压力慢慢升高至规定的最高工作压力，并在保持5s～20s后切断电热设备供电。整个试验期间真空室内应无打弧或弧光放电现象发生或电热设备供电电路的电流应无突然异常大幅增加。这表明该最高工作电压低于巴申曲线中相应于规定工作压力范围的击穿电压，从而确保该真空室在规定的工作电压和工作压力范围内能正常运行，而不会发生弧光放电。若上述试验时发生了弧光放电，则表明规定的最高工作电压和工作压力范围不合适或带电件的电气绝缘有问题。解决这些问题的可能途径如下。——逐步降低该最高工作电压重复上述试验，以寻找在规定工作压力范围内不发生弧光放电所允许的最高工作电压。——在最高工作电压下，先从大气压开始逐步降低真空室内工作压力，找出发生弧光放电的工作压力P₂;然后再将真空室抽至接近极限压力后再施加最高工作电压，并逐步增加室内工作压力，找出发生弧光放电的工作压力P₁,这样就找到了在最高工作电压下不发生弧光放电的两个工作压力区域即P<P₁和P>P₂供选用。——修复或加强发生弧光放电的带电件的电气绝缘等。7检验规则和技术分级7.1验收形式验收形式应符合GB/T7.2出厂检验出厂检验应符合GB/T10067.1—2019中7.1的规定。10067.1—2019中7.2.1、7.2.2和7.2.4的规定及以下补充规定。出厂检验项目应在企业产品标准规定，一般应包括以下几方面：a)一般检查，包括按设计图样对加工、主要尺寸、涂漆等的检查；b)电气试验，包括绝缘电阻的测量、绝缘耐压试验和控制电路试验等；c)水路、气路、液压系统的试验(适用于具有这些系统的电热和电磁处理装置);d)运动机构运转或动作情况的冷态试验；e)装置的操作和控制系统试验，试验内容和试验方法按照5.1.9和第6章；f)真空系统空载试验，试验项目和试验方法按照第6章；g)配套件的检查，包括外购配套件型号、规格、原制造厂出厂合格证件、本厂验收合格证件等的检查，自制配套件出厂合格证件的检查；必要时应对外购配套件进行某些项目的试验；h)供货范围，包括出厂技术文件完整性的检查；i)包装检验。7.3型式检验型式检验应符合GB/T10067.1—2019中7.3的规定。7.4工艺检验工艺检验应符合GB/T10067.1—2019中7.4的规定。7.5工业运行检验工业运行检验应符合GB/T10067.1—2019中7.5的规定。7.6自制配套件检验自制配套件检验应符合GB/T10067.1—2019中7.6的规定。7.7技术分级技术分级应符合GB/T10067.1—2019中7.7的规定。8.1标志标志应符合GB/T10067.1—2019中8.1的规定，真空电热和电磁处理设备的铭牌上应增加“工作包装应符合GB/T10067.1—2019中8.2的规定。真空部件和位于真空室内的部件应按防锈和防潮要求包装，特别对其真空密封面还应有防碰伤和划伤的措施；外购真空部件应维持原包装或按原包装要求处理。8.3运输和贮存运输和贮存应符合GB/T10067.1—2019中8.3的规定。9订购与供货订购与供货应符合GB/T10067.1—2019中第9章的规定。(规范性)真空系统A.1对真空系统的一般要求A.1.1真空系统的组成VEHEMPI的真空系统由一个或多个真空室(或炉室)及其间的真空阀门、一套或多套抽气系统、真空测量装置及其操作和控制系统等组成。作为一个实例，某真空重熔电弧炉的真空系统见图C.1。A.1.2设计要求A.1.2.1一般要求A.1.2.1.1真空系统的设计应使VEHEMPE在规定的工作负荷和真空气氛下满足预定热工艺的要求，按预期的生产率产出合格的产品。A.1.2.1.2真空系统的设计主要是确定系统的基本结构和配置，选配抽气设备、管道、阀门等真空元件。一般情况下，真空系统的设计计算主要解决两个基本问题：——根据VEHEMPE的产气量、工作压力、极限压力及抽气时间等，选配主泵及其前级泵的类型和规格，然后确定管路及选择其他真空元件；——计算VEHEMPE的抽气时间或在规定的抽气时间内所达到的压力。A.1.2.1.3密封性是真空系统的最基本要求。真空系统暴露于真空的各零部件自身及其间连接，真空室的电源、信号和动力引入装置及其门、盖和观察窗等处都应确保可靠的真空密封，避免环境空气进入其内。应通过各种途径如尽量减少焊接结构、正确设计各种密封结构和合理选择密封材料、真空室上尽量少开孔、少采用或避免采用动密封结构等，以将漏气率限制在允许范围之内，确保真空系统达到规定的密封要求。具体要求见各零部件条款。各零部件制作后及整个真空系统组装后应按照6.5和6.7进行气密性检查。A.1.2.1.4真空室和真空管路等部件应能承受外部大气压力而不变形。应在高真空和低真空侧分别留有连接检漏仪的法兰。A.1.2.1.5真空系统的详细设计和计算可参考有关真空设备设计手册。真空系统及其各组成部分的设计应符合ISO标准和国家有关基础标准及真空零部件标准或按这些标准选用，如真空室(容器)、法兰尺寸和管道配件的安装尺寸应分别符合GB/T150.1～150.4—真空系统的外购配套件应符合其产品标准的规定。A.1.2.3设计参数及其考虑A.1.2.3.1真空系统设计的主要参数包括：a)真空室的极限压力；b)真空室的工作压力；c)真空室抽气口处泵的有效抽速。它们宜综合考虑具体的真空热处理工艺要求(见A.1.2.1.1)和现有的真空泵技术参数来确定，真空系统各部件的工作参数、设计和选用都基于这三个参数。A.1.2.3.2真空室的极限压力主要取决于主真空泵的极限压力、空载时长期抽气后真空室的气体负荷(包括漏气、材料表面放气等)和真空室抽气口处泵的有效抽速。它通常总是高于主真空泵的极限压力，两者之差取决于上述气体负荷与有效抽速之比。在该有效抽速一定时，它正比于真空室的漏气和放气。在设计真空系统时，漏气量主要由真空室的极限压力和工作压力来确定，一般取低于气体负荷(主要是工艺生产中放出的气体量)的十分之一。A.1.2.3.3真空室的工作压力应满足工作负荷的真空热工艺对真空度的要求，主要由进行工艺生产时真空室中的工作负荷所产生的气体负荷和上述影响真空室极限压力的那些因素决定。它高于真空室的极限压力，从经济方面考虑，应在主泵的最大抽速或最大排气量附近选择工作压力。一般工作压力选择在高于极限压力半个到一个数量级，如极限压力为1×10Pa,则工作压力可选择在50Pa～1×10²Pa。VEHEMPI常用真空泵的工作压力范围和最佳工作压力范围分别见表A.1和表A.2。表A.1VEHEMPI常用真空泵的工作压力范围名称工作压力往复式真空泵水环式真空泵水环一大气真空泵油封机械泵罗茨真空泵水蒸气喷射泵单级二级三级四级五级六级油扩散喷射泵油扩散泵一般工作压力范围特别使用部分使用表A.2VEHEMPI常用真空泵的最佳工作压力范围真空泵种类油封机械泵水蒸气喷射泵罗茨泵油扩散喷射泵油扩散泵最佳工作压力范围Pa10⁵~1010⁵~10²10²~15×10-2～10-4A.1.2.3.4真空室抽气口处泵的有效抽速S,应及时抽走VEHEMPE工作时产生的气体负荷并维持真空室的工作压力在规定的范围内，它取决于真空泵的抽速S。和真空管道的流导U。若U>S,,则S约为Sp,有效抽速S只受泵的限制；若U<S。,则S约为U,有效抽速S就受到管道流导U的限制。由此可见，为了提高有效抽速S应使管道流导尽可能增大，管道应短而粗，尤其是高真空管道更应如此，但此时管道成本就高，宜综合考虑。此外，还宜考虑S。自身的特征，使泵工作在表A.2所示的最佳工作压力范围。通常，对于高真空管道，泵的抽速损失不应大于40%～60%;而对低真空管道，允许损失A.1.2.3.5真空室的抽气时间即真空室从开始抽气至压力达到工作压力所需的时间，也是真空系统设计和使用中的一个重要参数，它可在上面三个设计参数的基础上通过公式和曲线图表来计算。其计算与下列参数和考虑有关：——真空室的极限压力；——真空室的容积和漏气量的大小，对粗真空和低真空，真空室本身内表面的出气量与设备总的气体负荷相比，可忽略不计；——VEHEMPE运行中工作负荷的放气量；——真空室抽气口处泵的有效抽速、真空泵的名义抽速及其是常量或变量；——真空室的初始压力和抽气后要达到的工作压力；——管道流导的大小等。主真空室空炉抽气时间的测量可按照6.4。真空系统各部件暴露于真空的材料应适用于设计规定的工作压力和工作温度并符合下列特殊要求：——气密性好，具有低的透气性；——溶解气体量少和较低的出气速率；——低蒸气压和低分解压力等。常用的金属及其合金主要有不锈钢、低碳钢和铜等。工作压力高于1.3×10-3Pa时，可采用20#钢作壳体和抽空管道。不锈钢(1Gr18Ni9Ti、1Gr18Ni9等)常用于制造炉壳内层。炉壳外层、管道、真空阀门或其他零部件可采用低碳钢。含铬材料不宜用于温度超过1000℃的真空区域。对在不同工作条件下运行的各部件材料的特殊要求，见各部件的条款。A.1.3制造要求真空系统各部件暴露于真空的内表面应平滑光洁、不易氧化和便于清洗，内表面不应有油垢、水分和其他杂物。A.1.3.2永久性连接真空系统暴露于真空的各零部件的制造通常采用氩弧焊、手工电弧焊、气焊、电子束焊、点焊、钎焊和金属-陶瓷封接等永久性连接工艺，它们应达到真空密封的要求。为了保证焊缝不漏气，宜采用氩弧焊。具体要求见各零部件条款。对真空密封焊接的要求，按照A.2.1.4。所有焊缝或接合面应经真空密封检漏，检漏方法应在焊接件工艺文件中规定或见附录E。A.1.3.3真空清理各类VEHEMPI在装配前应对真空室和真空管道的内表面、所有在真空中工作的零件、所有密封表面和密封垫圈等进行严格的清洁处理，以去除油垢、水分和其他杂物，还应检查它们是否完好。注：这些污染物及其在大气压下吸附的大量气体在真空中易挥发和释放出来，会污染泵油、影响真空室的极限压力、降低泵的抽气能力。去除或减少污染物将有利于获得良好真空、增加连接强度和气密性、提高产品的寿命和可靠性。A.1.3.4可拆卸连接真空系统各部件的可拆卸连接有静密封和动密封两种型式，前者用于真空法兰间、真空管路、真空规管接头以及电源和信号引入装置的密封，后者用于传动轴的转动、往复直线运动和摆动。连接的结构和所用的密封件应确保真空密封。可拆卸部件可用真空橡胶、塑料和软金属密封圈来连接。该密封圈表面应光洁、无划伤和无裂纹。真空橡胶是低真空、中真空和高真空可拆连接件的良好过渡密封材料，除应满足A.1.2.4的要求外还应弹性好、含硫少、耐油和耐热，并具有适宜的耐压缩变形值和压力松弛系数。所处温度较高时宜采用氟橡胶和硅橡胶，必要时可用水冷。真空橡胶和塑料的品种很多，可根据实际工作压力和温度，对耐油、耐老化、易加工和电绝缘性的要求以及是静或动真空密封来合理选用。真空橡胶密封槽的形式随橡胶密封圈截面形状和密封部位而定，密封槽的截面面积应稍大于密封圈，橡胶的压缩量通常为15%～30%。常见的动密封型式是传递平动和转动的O形圈和填料密封。O形圈是靠给定的拉伸和压缩变形来保证密封的，为了减少摩擦阻力和让O型圈有轻微的滚动，通常压缩量比固定密封的要小。密封要求较高时，可采用两只O形圈以确保轴中心的准直性。传递转动的威尔逊密封应用最广，可用于直径1.5mm～70mm的传动轴。带压紧力的填料密封，漏率较小，但摩擦力大会使轴封发热，不适于传递高速运动。根据不同情况，密封槽可开在轴上，易于加工；但传动轴的平移距离较长时则应开在孔壁上。传动轴的真空动密封也可采用氟塑料密封套。A.2真空室A.2.1一般要求A.2.1.1VEHEMPI通常只有一个主真空室，为其主体部分，根据工艺需要还可设置其他真空室，如某些要求连续和半连续式作业的真空感应熔炼炉和真空淬火电阻炉等，除熔炼室或加热室外还应分别设置浇铸室或冷却(淬火)室和转移室。室与室之间用真空密封阀门隔开，各室能独立工作。根据需要真装置等组成。真空室还有箱形和钟罩形的，前者用于大型真空室。以避免和减轻爆炸危害。A.2.1.3真空室一般用具有较好可焊性和气密性的轧制金属板材制成。对于真空度要求不高的真空室，内壁用材通常为普通碳素钢或低合金钢，但应电镀或涂敷其他材料以防氧化。电镀或涂敷层表面应光洁，在工作时应无明显的吸气和放气且不易剥落和引起化学反应。对真空度较高和要求耐热和耐腐——为了保证接头处密封性能，母材对接处要铣成45°的坡口焊接，并尽可能在真空室内侧焊接，以避免形成不利于抽空的“死空间”,不应形成内外侧同时焊缝的结构；——应采用连续密封焊，为了减少漏孔和漏气量，焊缝的总长度宜尽可能短，内焊缝应无影响真空的缺陷；——不应有十字交叉的焊缝，焊缝的高度宜大于壳体厚度的1/3,两缝中心线之间的距离宜大于——所有焊缝均能方便地进行真空检漏和补焊；——壳体上需开孔时，不宜开在焊缝上；——为了防止壳体变形，对于非气密性焊缝可用间断焊。先进行粗加工，再焊接，然后再精加工，以保证法兰的平行度和尺寸公差，使两个法兰的连接可靠密封。A.2.1.6真空室内表面应光洁平滑，无死空间。A.2.2.1一般要求150.4—2011及以下补充规定。A.2.2.2筒(箱)体和封头筒体一般为圆筒形，封头为凸形，它们易于制造且具有较强的抗压能力，焊在一起组成一个整体。筒体可以是整体结构，也可由多节组合而成，对于小直径筒体亦可用热轧无缝钢管制造。应按规定，必要时可对圆筒体设置加强圈，对圆筒体上的开孔应进行加强设计。圆筒体焊制后应进行整形和矫直。对箱体结构应设置加强筋。如A.2.1.1所述，根据需要筒体或箱体可分隔成多个室。真空感应熔炼炉主真空室的筒体或箱体的内壁和感应器附近的构件宜采用无磁性不锈钢制造。真空室的门或盖供工作负荷和室内部件进出以及真空室维修和清除室内杂物用，通常由密封法兰、门板或盖板及其连接或支撑机构、密封圈顶紧机构等组成。门或盖板有凸形和平板形，视真空室壳体结构而定。圆形门或盖板常用标准凸形封头，易加工。矩形门或盖板是平板式的，不易加工密封槽，为了减少厚度多采用加强筋结构。密封槽一般都开在筒体或箱体法兰上。门或盖的夹紧机构应给密封圈0.5MPa～0.8MPa的预压力。对斜面门、上盖和钟罩式真空室，可省去夹紧装置，该斜面门、上盖和钟罩的自重应使密封圈得到规定的预压力。门或盖的连接或支撑机构可采用边铰链、顶铰链、垂直提升或悬挂在轨道上的滑动等型式。井式炉的炉盖则有提升和在水平方向滑动或旋开的机构。门或盖的开闭，小型的可手动，大型的由动力驱动。必要时，门的关闭应有确保其处于密封位置的连锁装置。A.2.3真空室的水冷和凝结水的处理对工作在高温状态下的真空熔炼炉、VEMPI和真空热处理炉等，其真空室的筒体或箱体、封头和门或盖应水冷，以防壳体变形和确保密封性。真空室的水冷有下列两种形式，可根据设备的结构、工作温度、工作压力、修补焊缝和检查的便利性等选用，有时两种形式可混合使用。a)水管螺旋式地焊在真空室外壁上由于水管冷却效果差，只能适用于工作温度不高、热负载小的情况。在设计、焊接时应使水管与真空室壁接触良好且接触面积宜尽可能大。b)真空室外壁加冷却水套其冷却效果较好，适用于热负载大、真空室壁温较高的情况。冷却腔的宽度由真空室的尺寸和壁温度决定，通常取10mm～40mm。真空室的水冷系统应经常规压力试验，不应有渗漏。为了保证冷却水和高温壁能进行充分的热交换，冷却水应由水套或水管的下部进入，从上部流出，不应出现死水区，以免产生局部过热，引起汽堵造成不良安全后果。水冷系统应能使炉壳筒体或箱体、封头和炉门或盖的表面温度不超过相应规定。水温应能调节，使炉壁表面温度在任何情况下不低于环境温度5℃以上，以防空气中的水蒸气凝结在炉室和抽气系统内对真空干燥设备，应配置设备收集在干燥过程中产生的凝结水并能在干燥完毕真空解除后自动排出。A.2.4防爆装置对可能发生爆炸的VEHEMPE,如真空自耗电弧炉、大型真空感应熔炼炉等，应在主真空室筒体或箱体或与其连接的抽气管道上设置下列防爆装置：——带压缩弹簧的泄压法兰盖板，炉内压力高于某值时自行打开释压，泄压后又能自动复位；——对箱形真空室，还可采用带铰链的、靠自重预压紧的斜面防爆门，当室内压力升到一定值时可自行打开释压。这些释压装置应满足定位要求，即排放气流和释压装置本身不会对本设备、工作人员和其他设备构成危险。A.2.5电源、信号和动力引入装置真空室的引入或引出装置包括电热设备和驱动电机的电源、传感器或控制信号以及传动轴等。它们采用可拆卸连接，其密封结构和密封材料应符合A.1.3.4的规定。引入电源和电信号的导体之间、导体与真空室壁之间，还应满足电绝缘的要求；导体应能承受所载电流负荷，其尺寸应符合GB/T5959.1—2019中13.2.2和13.2.3的规定。电热设备供电的引入装置通常采用可拆卸的静密封。小电流供电以及传感器或控制用电信号的电极引入，有永久密封电极和可拆密封电极两种型式。有时将两种密封型式结合使用，引入电极和玻璃或陶瓷采用永久密封，封好的引入电极与真空室或管道的密封采用可拆(或半可拆-封蜡)密封。重熔电极的进给、铸锭的拖拉、操作杆的摆动和炉体倾动等的传动轴引入，采用可拆卸动密封。在某些情况下，转动轴可与电源的引入装置合为一体，如采用可带动坩埚倾动的水冷同轴转动电极(适用于小容量真空感应熔炼炉)或采用内有两根固定电源引线的转动轴。A.2.6其他附件根据需要，可在筒(箱)体和/或门盖上设置观察窗，通过肉眼或摄像系统来观察或监控室内的工作状况，观察窗采用可拆连接。传播光线的观察窗材料可采用光学玻璃、石英玻璃或铅玻璃等；石英玻璃用在高温炉上，为预防橡胶密封圈过热，法兰要用水管冷却；铅玻璃适用于电子束炉。在高温情况下，观察窗应采用合适的有色玻璃，以免工作负荷和发热体的强光伤害眼睛。观察窗可装设挡片或擦拭片，以防某些金属蒸镀到玻璃片上或将其清除。为了方便观察或对于有爆炸危险的VEHE,还可附设带有直角光道的光学观察装置。A.3抽气系统A.3.1一般要求A.3.1.1真空获得靠抽气系统来实现，抽气系统由真空泵、真空阀门、真空管道、真空附件、真空测量元件、操作和控制系统、废气排放和处理装置组成。A.3.1.2在抽气系统装配前，应对各部件按照A.1.3.3和其产品使用说明书的要求进行清洁处理，并检查密封面和密封圈是否完好和有无划伤，合格后方可按图纸要求进行组装并确保连接部位真空密封。A.3.1.3抽气系统应满足A.1.2.3中对真空室的极限压力、工作压力和抽气口处泵的有效抽速的要求。若达不到要求，首先要检查抽气系统工作是否正常，其次检查是否存在不允许的放气源。A.3.1.4真空泵和真空阀的水冷要求应按照各自产品的规定。A.3.1.5各个真空室可分别配备抽气系统；也可几个室共用一套系统，通过真空阀门加以转换。A.3.2真空泵的选配A.3.2.1一般要求应设计一套工作可靠、使用方便的抽气系统，根据工作压力的高低、工作负荷的情况和热工艺要求合理选择主泵和合适配置前级泵。真空泵冷却水的水压和进、出水的温度以及停泵后需继续通水冷却的时间，应按照其产品使用说明书的规定。A.3.2.2主泵选择及抽速确定主泵的类型和参数应根据使用条件多方面综合考虑下列因素选取，不能只追求某一项指标。a)空载时真空室所需达到的极限压力，由此确定主泵的类型，通常主泵的极限压力要比真空室的极限压力低半个到一个数量级。b)真空室进行规定工艺生产时所需的工作压力及其范围，由此确定主泵并确保在真空室的工作压力范围内主泵具有最佳抽速。c)工艺生产中工作负荷放出的气体量和真空室的漏气量，由此并考虑所需的工作压力来计算主泵的有效抽速，通常宜将计算所得值增大20%～30%或更大；然后根据该主泵的有效抽速以及主泵与真空室间的连接管道的流导确定主泵的抽速(见A.1.2.3.4)。d)被抽气体种类、成分、温度及其含灰尘杂质情况。e)真空室对油污染的要求，从而考虑选择有油、无油或半无油真空泵。f)投资及日常维护运转的经济指标等。A.3.2.3前级泵的配置及抽速确定主泵选定后，如何配置前级泵需遵守下列原则：a)要求前级泵造成主泵工作所需的预真空条件；b)在主泵允许的最大排气口压力下及时抽走主泵产生的最大气体量；c)应满足使主泵进气口达到能工作的最大压力时所需的预抽时间要求。同时在配置前级泵时还应注意：a)不同类型的主泵对其前级泵的配置要求是不同的；b)在选择前级泵时，应注意机械泵的抽速是在大气压力下得到的，但正常使用的泵都是在低于大气压的条件下运转，使泵的抽速降低，因而应根据抽速曲线来选择泵。对于大型真空系统，用主泵配置的前级泵作为粗抽泵是不可取的，因为有时为了缩短粗抽时间，前级泵需配置较大，长期运行耗能很高，很不经济。因此，大型系统应配有专用的粗抽泵。粗抽泵的抽速与真空室的容积成正比，与所设定的预抽时间成反比，还和预抽气后的压力以及真空室开始抽气时的压力与该预抽气后的压力之比有关。对中真空，通常由两个以上泵串联组成，常用的组成有：——级数较多的水蒸气喷射泵，工作压力范围为8000Pa～67Pa,多用于真空钢包精炼炉(LFV);——机械泵+罗茨泵，工作压力范围为1333Pa～1.3Pa,如用于真空热处理炉；——机械泵十小型罗茨泵(中间泵)+罗茨泵，工作压力范围为1333Pa～1.3×10-1Pa,如用于真空热处理炉；——机械泵+油扩散喷射泵，工作压力范围为1.3Pa～1.3×10-1Pa,如用于真空感应熔炼炉、小型真空电弧炉；——机械泵十罗茨泵+油扩散喷射泵，适用于排出灰尘较多的应用设备，工作压力范围为1333Pa~1.3×10-1Pa,如用于真空电弧炉；——以油扩散喷射泵和罗茨泵为主泵(该两主泵可根据需要交替使用或并联运行),两个泵出口分别串联罗茨泵+机械泵的真空系统，工作压力范围为1333Pa～1.3×10-1Pa,如用于真空电对高真空，通常由两个以上泵串联组成，工作压力范围为6.7×10-2Pa～1.3×10-3Pa。常用的组成有：——机械泵+油扩散泵，如用于真空热处理炉和单晶炉等；——机械泵十罗茨泵+油扩散泵，如用于电子束炉、真空烧结炉等；——机械泵+油扩散喷射泵+油扩散泵，如用于电子束炉等。通常，并联配置主泵可提高抽速，其值近似两泵抽速之和；而串联配泵可减少每一级泵压缩比，降低极限压力，其值近似于主泵的极限压力。A.3.3真空阀门VEHEMPI真空系统常用的真空阀门用于切断或接通管路、隔离相邻两真空室和调节气流量等。命长、容易清洗安装。此外，对于节流阀要求能均匀调节气流量。室间隔离阀和管路阀门不应在承受巨大压力下打开，如高真空阀门不应在阀盖下为真空而阀盖上为大气压的状态下开阀，这要通过电气联锁保证。熔炼室与浇铸室间以及加热室与冷却(淬火)室间的阀门比较大，有移门式、翻板式、插板式等多种结构形式，其设计应能承受高温辐射、高温粒子溅射和烟气污染等恶劣环境，确保可靠密封和动作。对其密封部位要加强防护，密封圈不应直接受高温辐射和高温粒子溅射并应水冷。A.3.4真空管道真空管道宜采用标准的无缝钢管，大直径的可采用板材卷焊而成并确保可靠密封。其壁厚应能承受外部大气压力而不变形，管道配件的安装尺寸应符合ISO9803(所有部分)的规定。管道不宜采用直角弯头。为了防止和减轻机械泵、罗茨泵运行时产生的振动波及整个系统，在泵进气口与真空管道之间通常采用波纹管或耐油橡胶管来连接并确保其在大气压力下不被压瘪。A.3.5真空附件根据需要，抽气系统可配置下列附件。a)冷阱配置在油扩散喷射泵和油扩散泵的进口处，利用低温壁来捕集它们的油蒸气，冷阱的效果取决于其结构和所用冷剂的温度，温度越低效果越好。b)分子筛阱配置在机械泵的进口处，用于中、低真空系统防油污染，但在操作时要防止分子筛固体颗粒吸入机械泵中。c)过滤器配置在各真空室与真空泵之间的真空管道中，用于捕集从真空室中排出的粉尘和烟气。d)接管和法兰根据需要，应在真空室和真空管道的合适处设置供检漏、充放气和安装真空规头等用的接管和法兰。A.3.6废气排放和处理装置抽气系统排出的废气主要由工作负荷经各种真空热工艺所排出的氮、氢、水汽等气体，化学反应生成化合物如碳的氧化物、氢化物、氮化物和氧化物等分解产生的氢、氮、氧等气体，炉内结构材料的表面放气及真空泵运行中的油蒸气等混合气体组成。大型机械泵的出气口应设排气管，排气管不应直接装在泵口上，以免油雾和水汽冷凝后返回泵内，可采用弯管并加一储液罐，以便定期把废液放掉。从排气管排出的废气应经处理后再排放到室外，如在废气排出口可选择安装废气水处理装置、布袋排气装置等，但设计时要确保规定的排气量不致影响排气速度。A.4真空测量装置真空测量装置宜考虑下列因素合理选用：——所测真空的高低，即工作压力范围；——测量结果与被测气体种类间的关系；——被测区域气氛状况，宜考虑对真空规头和测量结果可能的不利影响。VEHEMPI真空系统不同真空区域常用以下真空测量装置。a)低真空液位压力计(U型管)、弹性元件真空计、电阻真空计或皮拉尼真空计(10⁵Pa～5×10-2Pa)。b)中真空电阻真空计或皮拉尼真空计(10⁵Pa～5×10-2Pa)、热电偶真空计(400Pa～10-1Pa)等。一般情况用前者，测量精度要求不高时可用后者。c)高真空高真空通常用热阴极电离真空计(10Pa～10-6Pa),对放气量较大的VEHE及要求不高时可用冷阴极电离真空计或潘宁计(10-1Pa～10-6Pa)。对运行在中、高真空的VEHEMPE,可选用热电偶-电离复合真空计或高压强电离真空计。上述真空计中，液位压力计(U型管)、弹性元件真空计属于机械式真空计，其测量结果与被测气体种类无关；热传导真空计(电阻真空计或皮拉尼真空计、热电偶真空计)、热阴极电离真空计、冷阴极电离真空计或潘宁计其测量结果与被测气体种类有关。在真空测量的基础上推荐采用数字式真空仪，可用于显示、储存和监视主真空室的工作压力，其显示范围应与该工作压力范围相匹配。当该工作压力超过最高限值时发出报警，以便及时处理。宜在主泵与主阀门之间配置另一个压力传感元件，以便需要时检查和记录那里的工作压力。A.5真空系统的操作和控制系统A.5.1真空系统的操作和控制系统涉及抽气系统的操作程序及其联锁，真空系统运行参数(包括各真空室和各真空管道上的工作压力等)的检测、显示和控制，真空系统各部分工作状态的图示、运行参数和工作状态异常的报警等。A.5.2抽气系统操作程序的设计宜考虑如下要求。——在炉室真空度由低到高的抽气过程中，采用机械泵先工作而后相继加入增压泵和扩散泵的不同路径，与此同时开闭相关的阀。——各泵均工作在各自的合理工作压力范围内，如罗茨泵应在前级泵已工作并达到吸入口界限压力后才能启动，同样油扩散泵应在前级泵已工作并达到低于规定压力时才能加热然后在油温达到规定温度和炉室低于规定压力后才能打开与炉室相接的高真空阀。——泵的开启与停止直接控制相关阀门的开启与关闭，使泵投入正常工作或隔断与其他部件的联系防止相互污染。 防止地气系统产生污池在损作程序中官者电下列原Ⅲ,●机械泵只能抽15Pa～20Pa或更高的压力，否则反流污染严重；●在油扩散泵正常工作前和