真空退火炉测温系统适用性改造

高宏绅，符 浩

（中国船舶重工集团公司第七二五研究所，河南洛阳 471000）

0 引言

企业1 台卧式真空退火炉，设备运行状况良好，但运行记录却显示长时间无故障停机，严重影响生产。调查原因发现，该设备S 型铂铑热电偶需外发年检，检定周期长，影响设备完好在用率。该企业生产工艺规定的真空退火温度为600～980 ℃，据此拟在满足测温精度和生产可靠性要求的条件下，对测温系统进行改造，降低使用成本，缩短检定时间，提高设备完好在用率。

1 设备概况

该卧式真空退火炉型号为VAF-446，生产厂家为沈阳真空研究所。该设备允许的最高温度为1200 ℃，分为3 个加热区，由3 个型号为FR32 的岛电温控仪控制。每区布置一根S 型铂铑热电偶，导线为S 型热电偶配套专用，为保证测温精度和控温准确性，按照JJG 141—2013 工作用贵金属热电偶检定规程，对热电偶进行定期检定，保证设备在检定周期内运行。若热电偶检定不合格，则需采购新的热电偶检定合格后安装使用。在热电偶检定过程中，存在如下问题：

（1）检定周期长。每次外发检定需时约15 天，遇有不合格情况时时间还要增加至少1 倍。

（2）使用成本高。热电偶属设备易损件，经常会因为操作工操作时意外碰撞、设备维修时多次拆装等原因损坏，需购新送检合格后使用。每支S 型铂铑热电偶约需3000 元，价格昂贵。

2 原因分析

（1）设备选用的S 型铂铑热电偶最高检定温度为1300 ℃，该企业所在地区无具备检定能力的检测机构，需送外地检定，检定时间加上运输往返时间约需15 天，如遇检测不合格还需采购新热电偶后再次送检。

（2）单支S 型铂铑热电偶价格约为3000 元，属于贵金属热电偶，且在使用过程中属于易损件，经常因损坏而需换新，使用成本太高。

3 解决措施

因该企业具备1000 ℃以下的热电偶检定资质，而该企业生产工艺规定的使用温度为600～980 ℃，因此，在满足测温精度和生产可靠性要求的条件下，将测温系统改造为价格低廉的K 型镍铬-镍硅热电偶，同时配置专用的配套补偿导线，调整控温仪表参数，充分利用该企业的检定能力，解决检验周期长、使用成本高的短板问题。

（1）测温元件的选择。K 型镍铬-镍硅热电偶工作温度可达600～1100 ℃，完全满足该企业工艺要求的温度范围，且该型热电偶质量稳定，适用范围广，供货渠道宽，供货周期短，且价格低廉，封装后仅需300 元即可购入。在市场上随机购买后送检测部门依据JJF 1637—2017 廉金属热电偶校准规范进行检定，测量标准编号：07-S1-08，满足规范要求，检测合格，数据见表1。

（2）补偿导线选型。更换原S 型热电偶专用导线，改为2×1.5 mm2KC 型 导线8 m，配套K 分度热电偶使用。

（3）温控仪表为岛电厂家生产SR32型号。对比操作流程图（图1），调整内部参数，内置B、R、K、S 等多种热电偶信号接收功能（图2），调整参数（图3）。连接导线线路，温度显示正常。

表1 热电偶检测数据

图1 操作流程

图2 参数对照

图3 参数设置

4 调试

无负荷联动试运行，卧式真空退火炉开机，画面显示正常，温度显示准确，将温控表加热调整为600 ℃，3 个分区温差均显示正常，保温2 h，升温调整为800 ℃，保温2 h，状态正常。升温900 ℃，保温2 h，设备运行正常，设备升温调整为1000 ℃，保温2 h，状态正常。冷却降温。空载试运行合格（图4）。

加入试样，开机重新运行，各项指标运行过程中无异常，试用合格。运行1 个月对整个测温系统进行检查，热电偶使用正常，使用过程中无损坏，仪表显示正常，运行稳定，线路接触良好，无氧化等不良问题。投入正常生产使用后跟踪确认，满足生产工艺要求，产品验证性能合格。

改造完成后，K 型镍铬-镍硅热电偶可在该企业内部进行定期检定，无需外发检定，检定周期缩短2 天，大幅提高设备完好在用率。该型热电偶价格低廉，生产成本有效降低。

图4 试运行温度记录

5 结束语

生产过程中，根据设备的使用要求，对影响设备正常使用和可降低设备使用成本的因素进行分析，合理选择改造方案，适当降低设备的过剩性能指标，能够有效解决生产过程中存在的短板问题，提高生产保障能力和生产效率，降低使用成本。