氣體分析儀在真空退火爐氣氛分析中的應(yīng)用
更新時(shí)間：2025-01-06
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真空退火爐作為一種重要的熱處理設(shè)備，廣泛應(yīng)用于化工、石油、食品、冶金、機(jī)械、輕工、電力、船舶、造紙、礦山、醫(yī)藥、集中供熱等工業(yè)部門(mén)的加熱、冷卻、冷凝、蒸發(fā)等工藝過(guò)程中。
退火是金屬熱處理中的重要工序，它是將金屬緩慢加熱到一定溫度，保持足夠時(shí)間，然后冷卻（緩慢冷卻或控制冷卻），改善其塑性和韌性，使其化學(xué)成分均勻化，并移除其殘余應(yīng)力，或得到預(yù)期的物理性能。
以冶金行業(yè)為例，退火爐作為一種熱處理工藝有著廣泛的應(yīng)用，如冷軋線、鍍鋅線、硅鋼線等，其目的是降低硬度，改善切削加工性，消除組織缺陷等，在退火工藝過(guò)程中其氣氛構(gòu)成主要是氮?dú)夂蜌錃猓獨(dú)馐嵌栊詺怏w作為保護(hù)氣，防止外界空氣的氧氣和鋼件發(fā)生氧化反應(yīng)；氫氣是還原性氣體，可以鋼件中的氧元素發(fā)生還原反應(yīng)，帶走鋼件中的氧元素達(dá)到氧化鐵還原目的；除了氮?dú)夂蜌錃馔猓嘶馉t內(nèi)還會(huì)存在少量的氧氣和水蒸氣。
這些氣體的含量及退火爐內(nèi)的氣氛壓力直接影響著退火爐內(nèi)產(chǎn)品質(zhì)量和退火爐的 。因此就需要實(shí)時(shí)在線檢測(cè)爐內(nèi)各種氣體的含量，通過(guò)分析氣體的含量來(lái)進(jìn)行工藝控制及 監(jiān)督，以滿足生產(chǎn)及產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)標(biāo)。
退火爐工作時(shí)其爐內(nèi)為正壓且氧含量幾乎為零，這是為了防止外界空氣進(jìn)入，不過(guò)也導(dǎo)致了氧分壓不足，所以空氣中的氧多少還是會(huì)擴(kuò)散到爐內(nèi)。當(dāng)退火爐內(nèi)氧含量異常時(shí)，可能是以下的原因?qū)е隆?/p>
1）預(yù)熱段入口密封棍密封不嚴(yán)或密封氮?dú)庑Ч患?/p>
2）加熱爐輻射管燒穿，導(dǎo)致加熱段氧氣含量高
3）冷卻段循環(huán)風(fēng)機(jī)入口處及相關(guān)管道閥件漏氣，如軸承、儀表接口、管道與爐壁法蘭處。
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儀器特點(diǎn)：
l儀器采用全中文菜單操作，通俗易懂、簡(jiǎn)單可靠，具有控制觸點(diǎn)輸出、越限自身報(bào)警（蜂鳴器及屏幕顯示），并可隨意設(shè)置報(bào)警方式；
l選用進(jìn)口傳感器，精度高、響應(yīng)快等特點(diǎn)；
l無(wú)人值守時(shí)，定時(shí)自動(dòng)存儲(chǔ)功能，可隨時(shí)查看存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；
l內(nèi)置溫度補(bǔ)償，減小樣氣溫度和環(huán)境的變化對(duì)測(cè)量精度的影響；
l采用新型的氣路穩(wěn)流系統(tǒng)；具有技術(shù)先進(jìn)、精度高、響應(yīng)快、性能穩(wěn)定、功能齊全、操作方便、氣體分析過(guò)程連續(xù)等優(yōu)點(diǎn)；
l內(nèi)置抽氣泵（可選）。
在退火爐內(nèi)，氫氣作用是帶走鋼件表面在外界或加熱區(qū)域中產(chǎn)生的氧化物，以及還原消耗爐內(nèi)的微量氧氣。
氫氣的濃度含量通入爐內(nèi)時(shí)含量是固定的，經(jīng)過(guò)預(yù)熱、加熱、冷卻等工藝流程后，氫氣的濃度含量是逐漸降低的，氫氣消耗的多，說(shuō)明發(fā)生還原反應(yīng)消耗掉的氫氣多，帶走的鋼件氧化物的總量也就比較多，說(shuō)明反應(yīng)越充分出來(lái)的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。
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退火爐內(nèi)氣氛的露點(diǎn)是爐內(nèi)保護(hù)氣體中含水量的標(biāo)志，露點(diǎn)的高低可影響鋼件表面氧化鐵的還原。通過(guò)爐內(nèi)露點(diǎn)的測(cè)量與分析可間接地推斷爐內(nèi)保護(hù)氣體成分變化和鋼帶表面被氫氣還原的狀態(tài)。控制露點(diǎn)的目的在于避免氧化反應(yīng)的發(fā)生，合理利用氫氣的還原反應(yīng)。所以要增加氫氣再爐子中的濃度，盡量降低水蒸氣的濃度，這就是合理的控制露點(diǎn)的要求。
還有就是退火爐密封出現(xiàn)異常，外界氧氣進(jìn)入和爐內(nèi)氫氣發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生水蒸氣，這也會(huì)導(dǎo)致露點(diǎn)值異常升高。
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