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Do you know how healthy your furnaces is? It might be scary!

September 14, 2019
By 猷绥
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Do you know how healthy your furnaces is? It might be scary!

 

        箱式渗碳炉长期运行在高温、高碳势的环境,长时间使用不可避免导致部分部件失效,因此每年对其进行全面的体检和维护是必不可少的工作,如果你还不清楚箱式多用炉的体检和维护项目,这篇文章可能对你有所帮助。

1.概述
        每年必须至少检验一次设备上安全装置的有效性,例如加热室超温保护、加热元件超温保护、750℃保护、废气口安全保护、火帘保护、氮气流量保护、甲醇流量保护、过载保护、短路保护、压缩空气压力保护、丙烷压力保护、空气鼓风机压力保护等等。
2.电器设备
        (1)电气设备使用一段时间以后,可能出现老化或者可靠性差的情况,因此每年必须按照顺序逐一检查配电柜内以及炉体上电气元器件的状态;所有电机需要使用万用表测量其绕组阻值,然后使用500V兆欧表测量其绝缘电阻;接触器、继电器、按钮需要使用万用表欧姆档检查其触点接触是否良好。
        (2)电气设备使用一段时间以后,配电柜内以及炉体的电气元器件线路上的螺栓可能会松动,因此每年必须对所有电气元器件上螺栓进行逐一检查并拧紧,防止由于元器件上的螺栓松动,造成接触不良现象。由于加热回路的电流比较大,出现接触不良现象的几率比较大,因此加热回路上的隔离式熔断器、调功器、端子排以及加热器上的接线辫子是重点检修部位。
        (3)为了确保加热室温度超温保护功能可靠,每年必须对此功能进行测试和确认,具体方法是:手动设定超温仪表的温度设定值,当仪表上的实际值大于设定值,加热回路上的安全接触器应断开,同时触摸屏显示加热室超温报警;当仪表上的实际值小于等于设定值,加热回路上的安全接触器应吸合,按故障复位按钮以后,触摸屏上的加热室超温报警被复位。
        (4)为了确保油槽温度超温保护功能可靠,每年必须对此功能进行测试和确认,具体方法是:在油温60℃的时候,将油槽超温保护传感器上的温度设定值旋转到60℃以下,加热回路上的安全继电器应断开,同时触摸屏显示油槽超温报警;将油槽超温保护传感器上的温度设定值旋转到60℃以上,加热回路上的安全继电器应吸合,按故障复位按钮以后,触摸屏上的加热室超温报警被复位。测试结束后,必须将油槽超温保护传感器上的温度设定值到正确的设定值。
        (5)将热电偶从炉内拔出来,检查热电偶的外观应完好,然后重新连接热电偶上的补偿导线;手动设定温度控制仪上的设定值,当仪表上的设定值大于实际值,仪表输出加热信号,当仪表的设定值小于等于实际值,仪表切断加热信号。
        (6)在确保安全的情况下,手动强制启动功率消耗部件(加热器、各个电机),然后使用钳形电流表检测其回路电流,加热器的电流应接近其额定电流,各个电机的电流应不超过额定电流。需要注意的是加热室风机为双速电机,慢速是K4一个接触器吸合,快速是K3、K5两个接触器同时吸合,千万不要按错接触器,否则会导致电路短路,接触器触点粘连。
        (7)使用万用表欧姆档检查所有电动机保护开关的通断可靠性,然后根据电气图纸确定并调整其整定电流。
        (8)使用万用表欧姆档检查所有压力开关的功能,当实际压力大于设定值,压力开关动作;当实际压力小于等于设定值,压力开关复位;测试结束后,必须将压力开关调整到正确的设定值。
        (9)供电电压过低,部分电气元器件可能无法工作,供电电压过高,部分电气元器件可能会被烧坏,供电电压将直接影响电器元器件的稳定运行,因此每年必须使用万用表交流电压档检查供电电压,其三相电压应在380±5%之间,超出这个范围以后,需要通知供电部门进行调整并做好相应的记录。
        (10)将油槽液位计从炉体上拆下来,可以看到液位计下面有两个浮球,检查浮球应完好,不存在泄漏。将液位计安装好以后,测试液位计动作应自由、灵活,不能有卡涩现象。检查液位计上的4支传感器与感应片之间保持2-3mm的间距,由上至下依次感应4支传感器超过5分钟,测试液位高锁定报警、液位高报警、液位低报警、液位低锁定报警应正常触发。在正常工作期间,当油槽出现液位高锁定报警、液位低锁定报警,加热室的炉料将无法出来淬火,防止淬火期间油槽因液位异常而着火。
3.炉壳结构
        (1)检查炉壳上的每一条焊缝,确保所有焊缝完好,不存在开裂现象。
        (2)目测炉壳其他部位,不存在明显的外部损伤。
4.中炉门
        中炉门主要是为了加热室和淬火室之间隔热,由于中炉门工作环境比较高,所以它的门框由耐热钢材料制成,门框内部填充保温材料。为了防止保温材料脱落,从门框背板上焊接了数根拉钉拉住保温材料。中炉门的升降由气缸驱动,中门升降的速度可以通过管道上的节流阀进行调整。气缸与中门之间由连杆和十字万向节相连,十字万向节主要是为了调整炉门的水平以及在炉门到底后向加热室靠拢,尽可能减小炉门与门拱之间的距离。保养期间需要重点检查以下部位:
        (1)中炉门的十字万向节动作应灵活、无卡涩,外观无明显缺陷,十字节与炉门框之间的销子应完好,销子两端的不锈钢开口销应完好。如果炉门出现不水平的情况,可以通过调节十字万向节左右两边的调节螺丝将炉门调平。
        (2)为了感知中炉门的位置,在中炉门的门框上安装了一根耐热钢的限位杆,限位杆在导杆中运行,避免限位杆运行期间来回摆动。如果炉内积碳的话,中炉门的限位杆以及其对穿的不锈钢螺丝可能被炭黑烧蚀而出现损坏,需要重点检查一下。
中炉门一共有上、下2个限位开关;当炉门下降到底后,2个限位处于完全松开状态;当炉门上升到顶后,2个限位处于完全压住状态;对照电气图纸,检查限位开关的功能应正常、可靠,如果发现限位开关的触点存在不可靠的现象,需要立即进行更换。
        (3)上下运动中炉门,检查气缸活塞杆以及下面的连杆直线度应良好,如果气缸或者连杆的直线度出现弯曲,需要及时维修或者更换。长时间使用以后,连杆以及限位杆与中炉门上罩之间的密封绳已经老化,保养期间需要进行更换。
        (4)使用手电仔细检查中炉门的框架应平整、完好,如果存在变形、开裂,需要及时进行修复或者更换。框架内的保温层外观应平整、完好,如果保温层出现凸起、严重开裂或者脱落,需要及时进行修复或者更换。检查中炉门拱墙应平整、完好,如果门拱出现凸起、严重开裂、下沉或者掉落,需要将缺陷部位的拱墙进行维修或者更换。
5.前炉门
        贯通式炉型加热室的进料门,主要承担炉料的进入;由于前炉门中间部位工作环境比较高,所以它的门框由普通碳钢材料制成,门框内部填充保温材料。为了防止保温材料脱落,从门框面板上焊接了数根拉钉拉住保温材料。前炉门的升降由左右两个气缸驱动,前炉门升降的速度可以通过管道上的节流阀进行调整。前炉门与加热室之间要求密封,所以在前炉门与加热室之间的盘根槽内安装了密封绳,当前炉门下降到底以后,炉门通过铰链机构压紧密封绳,从而实现前炉门与加热室的密封。保养期间需要重点检查以下部位:
        (1)前炉门压紧机构的轴承经常受力,使用一段时间以后,难免出现损坏,为了防止在生产过程中突然损坏,年度维护期间需要仔细检查这些轴承应完好,炉门上下运行应平稳无异响;如果轴承出现裂纹或者运动期间有异响,需要及时进行更换。
        (2)为了感知前炉门的位置,在前炉门的门框上安装了一根碳钢的限位杆,限位杆在导杆中运行,避免限位杆运行期间来回摆动。时间用久以后,这根限位杆与炉门框之间的连接螺栓可能出现松动,在年度维护期间需要重点检查并紧固一下。
前炉门一共有上、下2个限位开关;当炉门下降到底后,2个限位处于完全压住状态;当炉门上升到顶后,2个限位处于完全松开状态;对照电气图纸,检查限位开关的功能应正常、可靠,如果发现限位开关的触点存在不可靠的现象,需要立即进行更换。
        (3)为了保证前炉门与加热室之间良好的密封性,前炉门的密封绳要求至少每年更换一次。更换密封绳的时候,密封绳的接口需要按照45°进行剪切,然后在接头处均匀涂上高温硅胶进行粘接并压到盘根槽内。硅胶完全凝固需要24小时,在这段时间内请不要去碰触密封绳。
密封绳更换好以后,将前炉门关闭,检查前炉门与盘根槽四周间距应基本一致,密封绳上整圈可以看到明显的压痕。
        (4)仔细检查前炉门的框架应平整、完好,如果存在变形、开裂,需要及时进行修复或者更换。框架内的保温层外观应平整、完好,如果保温层出现凸起、严重开裂或者脱落,需要及时进行修复或者更换。检查前炉门拱墙应平整、完好,如果门拱出现凸起、严重开裂、下沉或者掉落,需要将缺陷部位的拱墙进行维修或者更换。
6.外炉门
        淬火室的出料门,也是单门炉型的进料门,主要承担淬火室出料,单门炉型还承担进料功能;由于外炉门工作环境相对比较低,所以它的门框由普通碳钢材料制成,门框内部不需要保温材料。外炉门的升降由炉门导架上的气缸驱动,外炉门升降的速度可以通过管道上的节流阀进行调整。外炉门与淬火室之间要求密封,所以在外炉门与淬火室之间的盘根槽内安装了密封绳,当前炉门下降到底以后,炉门四个角上的气缸同步将炉门导架向内拉紧,炉门框压紧密封绳,从而实现外炉门与淬火室的密封。保养期间需要重点检查以下部位:
        (1)检查外炉门的4个拉紧气缸应同步运行,如果其中某个拉紧气缸出现明显的不同步,需要检查气缸的密封性并调整气缸的缓冲器。炉门拉紧机构有4个限位,左右各有一对拉紧、外推限位。当炉门拉紧时,左右两侧的拉紧限位需要同时压住,同时左右两侧的外推限位需要完全松开;当炉门外推时,4个限位的状态则相反。对照电气图纸,检查限位开关的功能应正常、可靠,如果发现限位开关的触点存在不可靠的现象,需要立即进行更换。
        为了感知外炉门的位置,在外炉门的门框上安装了一根碳钢的限位杆,限位杆在导杆中运行,避免限位杆运行期间来回摆动。时间用久以后,这根限位杆与炉门框之间的连接螺栓可能出现松动,在年度维护期间需要重点检查并紧固一下。
        外炉门升降一共有上、下、紧急压紧3个限位开关;当炉门下降到底后,3个限位处于完全压住状态;当炉门上升到顶后,3个限位处于完全松开状态;当外炉门在上升的过程中,如果紧急压紧限位还没有松开,外炉门的火帘因故障熄灭,外炉门会自动下降到底并压紧,尽可能的避免在无火帘的状态下炉门上升。对照电气图纸,检查限位开关的功能应正常、可靠,如果发现限位开关的触点存在不可靠的现象,需要立即进行更换。
上下运动外炉门,外炉门气缸以及炉门运行应平稳、无卡涩现象,如果发现外炉门在上下运动期间存在卡涩或者异响,需要检查气缸是否存在串气或者炉门的导向轮与导架有剐蹭现象,应及时进行修复或者调整。
        (2)为了保证外炉门与淬火室之间良好的密封性,外炉门的密封绳要求至少每年更换一次。更换密封绳的时候,密封绳的接口需要按照45°进行剪切,然后在接头处均匀涂上高温硅胶进行粘接并压到盘根槽内。硅胶完全凝固需要24小时,在这段时间内请不要去碰触密封绳。
密封绳更换好以后,将外炉门关闭并拉紧,检查外炉门与盘根槽四周间距应基本一致,密封绳上整圈可以看到明显的压痕。
        (3)仔细检查外炉门的框架应平整、完好,如果存在变形、开裂,需要及时进行修复或者更换。
7.加热室
        加热室主要是为了给工件提供热处理工艺所需的温度以及相应的气氛,因此加热室温度的均匀性以及气氛的均匀性对热处理环节尤其重要。加热室温度以及气氛的均匀性依靠两侧的加热器、辐射管、马弗罐进行辐射加热,然后再由加热室风机通过炉拱墙、侧墙、马弗罐实现均匀导风以及导热。在年度维护期间,需要对加热室进行以下检修。
        (1)加热室长期处于高、低温冲击工作环境,因此加热室的炉墙难免会出现裂纹或者其他损坏,5mm以下的裂缝属于正常收缩缝,不需要处理。检查时如果发现加热室的炉衬出现大块松动并存在脱落的可能,需要立即更换这一部位的炉衬。
        (2)仔细检查马弗炉底板、侧板以及拱板的平整度以及完整性,如果发现马弗存在开裂或者变形情况,需要进行更换。更换马弗底板、侧板以及拱板的时候需要进行配装或者全部进行更换,因为新、旧马弗尺寸上可能存在差异,无法配装在一起。由于热胀冷缩特性,马弗侧板、拱板与加热室前后拱墙之间冷态需要保持5-8mm的间距,防止高温后马弗拱板没有空间膨胀而向上移动,侧板脱落拱板的束缚而向内倒塌,造成马弗罐损坏。
        (3)加热室使用一段时间以后,其内部会存在一些粉尘以及炭黑,需要使用吸尘器清理这些异物。
        (4)炉底板涂料高温烧结以后,在马弗炉底板表面形成润滑膜,从而减小马弗炉底板的摩擦力。加热室在升温之前需要在马弗炉底板表面均匀涂刷炉底板涂料。
8.加热室循环风机
        加热室循环风机主要使通过离心力,实现加热室气体的对流。加热室风机有电机、冷却水套、风叶以及拉杆组成。
        其中电机为双速电机,当前炉门或者中炉门打开时停止运行,当前炉门、中炉门关闭,外炉门开启,风机低速运行;当所有炉门关闭,风机延时3分钟后从低速切换到高速运行。
由于电机下端轴承的外围环境比较高,为了保证轴承的工作温度,在电机下端安装了一个通冷却循环水的水套,从而减低电机下端轴承外围的温度,保证轴承的使用寿命。
加热室风叶长期工作在高速旋转、高温、高碳势环境下,因此它采用耐高温、抗渗碳的材料制成。由于风机的运行转速比较高,因此它的动平衡要求也比较高。为了保证风机与风叶之间良好的配合,电机的轴孔与风叶采用锥度配合。
        电机与风叶虽然采用锥度配合,高速运转的话,还是存在脱落的风险,因此在空心电机轴的尾部插入一根头部带头螺纹的拉杆,拉杆头部螺纹拧入风叶孔内,然后拧紧拉杆尾部的螺栓,保证电机与风叶完美配合。
        (1)如果冷却循环水的水质比较差,在冷却水套以及循环管道内可能结垢,因此年度维护期间需要检查冷却水套的流动情况,发现堵塞需要立即进行疏通或者更换。
        (2)检查电机以及风叶的震动,如果发现抖动或者异响,可能是电机的轴承出现磨损或者风叶动平衡出现问题,需要立即更换电机上、下端的轴承,同时将风叶重新校对动平衡。
        (3)电动机运行时间久了以后,一些螺母可能出现松动,因此年度维护期间需要注意检查并拧紧。
9.淬火室
        淬火室分为上部的气冷室以及下部的淬火油槽,其中气冷室主要承担热处理工件的缓冷工艺,主要由循环风机、导风罩、导风板组成;油槽主要承担热处理工件的油淬工艺,由油搅拌器、导流板、加热器、油冷却泵、热交换器、液位计组成;热处理的零件为了实现淬火,在淬火室还有一套升降台系统,用于零件入油淬火。
        (1)在加热室底部有一个油弯管,这是油槽的溢流装置,当油槽中的淬火油液位过高,零件入油淬火时,部分淬火油会溢流到加热室炉链的链条导槽内,然后再通过油弯管溢流出来。为了保证油弯管的密封,在油弯管上安装了一支液位计,液位计内的淬火油要达到整个液位计的2/3位置,保养期间如果发现液位计内的淬火油没有达到这一要求,需要拧开液位计的上盖,然后向液位计内加注淬火油。
        (2)油槽使用一段时间以后,油槽底部会沉积一些炭黑、掉落的工件以及其他异物,需要将油槽内的淬火油全部抽出来,然后清理其内的污物,必要时可以在抽油期间使用带有过滤装置的油泵,过滤淬火油内的细小颗粒物。
        (3)3-6个月检查一次淬火油的成分以及活性尤为重要,这样可以了解淬火油的性能是否合格,淬火油的样品需要油槽静态24小时后,使用潜管取样法提起油槽底层的淬火油,然后检查淬火油的质量和含水量。如果发现淬火油的性能下降以后,需要及时与油品供应商联系获取解决方案。
        (4)油搅拌器主要是为了让油槽内的淬火油流动起来,油搅拌器主要由电机、联轴器、轴承、骨架油封、螺旋桨组成,由于油搅拌器长期24小时不间断工作,其联轴器内的弹性销、轴承容易出现磨损,保养期间建议整体更换。更换轴承以后,需要重新调整电机与下端联轴器的同心度。
        (5)油槽采用管状加热器,主要是为了给油槽加热,加热器使用时间长了以后容易损坏,保养期间需要将所有加热器拆出来进行外观、相间电阻、绝缘电阻的检查。其中相间电阻需要使用万用表电阻档进行检测;绝缘电阻需要使用500V或者1000V的兆欧表进行检查;如果发现加热器的外观、相间电阻、绝缘电阻存在异常已经立即进行更换。
        (6)使用万用表欧姆档检查所有电动机保护开关的通断可靠性,然后根据电气图纸确定并调整其整定电流。
        (7)热交换器主要是通过换热法给油槽内的淬火油降温,换热器根据换热形式分为风冷换热器以及油冷换热器,换热器使用一段时间以后,其内部容易沉积一些异物,其密封圈也容易老化,因此维护期间建议清洗这些器皿并更换其密封件。打开换热器以后,需要使用保压法检查换热器的密封性,要求是使用0.6Mpa的压缩空气保压12小时,压力表指针维持不变为合格。
        (8)油冷却泵主要是为了将油槽内的热油泵入油冷却回路,保养期间需要将泵运行起来,目测油冷却泵以及管路不能有泄漏,同时目测回油量应正常,泵出口端压力在0.12-0.13Mpa之间,如果油冷却泵出现漏油、回油量明显下降、泵出口压力低等现象,需要立即进行检查与维修。
        (9)防爆盖主要有两个用处:
        1)炉子所产生的废气(一氧化碳、氢气、氮气等)从防爆盖处排出来,然后由长明火点燃并燃烧以后,被排烟管道集中收集起来,经过环保处理设备进行处理,最后排放到空气中。
        2)当炉内瞬间压力过大时,整个防爆盖会被顶开,从而将炉压释放到正常状态。
由于防爆盖工作的环境温度比较高,其使用一段时间以后,容易产生变形,在防爆盖的周围也有可能会积聚一些炭黑,因此保养期间需要将防爆盖拆出来,清理其周围的炭黑;同时检查的平整度,如果发现其变形或者盖子上有沙眼,这时需要立即更换。
        在防爆盖在边上有一支长明火点火头,这支点火头的主要作用就是将炉内排出的废气点燃;在点火头的内部有一支反馈电压信号的热电偶,这支热电偶主要是为了给点火头前端的流量控制阀线圈提供电压,让流量控制阀实现自锁,从而源源不断的给点火头提供燃气。由于这支热电偶长期被明火烘烤,热电偶的藕丝经常容易被烧断,为了防止在生产的过程中热电偶被烧断,要求每月至少检查一次点火头内的热电偶藕丝状态,如果发现藕丝存在缺陷时,需要及时更换这支热电偶。
        (10)升降台主要是为了将加热室推出来的工件快速下降到油槽内部实现淬火,由于升降台只是短时间处于高温环境,所以它的结构由普通碳钢材料制成。升降台的升降由气缸驱动,升降台上升的速度可以通过管道上的节流阀进行调整,下降由于需要速度快,所以在管路上安装了一个快速排气阀。气缸与升降台之间由螺栓相连,并配有止动垫片,防止螺栓松动。保养期间需要重点检查以下部位:
气缸与升降台之间的螺栓应紧固,止动垫片状态完好。如果升降台上平台或者下平台出现不水平的情况,可以通过4四个角的调平螺栓来调整升降台的水平。
        为了感知升降台的位置,在升降台的框架上安装了一根碳钢的限位杆,限位杆在导杆中运行,避免限位杆运行期间来回摆动。长时间运行后,固定升降台限位杆的对穿螺丝上的螺母可能出现松动,需要重点检查一下。
        升降台一共有上、下2个限位开关;当升降台下降到底后,2个限位处于完全松开状态;当升降台上升到顶后,2个限位处于完全压住状态;对照电气图纸,检查限位开关的功能应正常、可靠,如果发现限位开关的触点存在不可靠的现象,需要立即进行更换。
        上下运动升降台,检查气缸活塞杆以及下面升降台的框架,如果气缸出现泄漏现象或者升降台在运动期间存在剐蹭或者异响,需要及时维修、调整或者更换。长时间使用以后,活塞杆以及限位杆与淬火室上罩之间的密封绳已经老化,保养期间需要进行更换。
        使用手电仔细检查升降台的框架应平整、完好,如果存在变形、弯曲或者开裂,需要及时进行修复或者更换。
        (11)在气冷室的顶部有2台循环风扇,热处理的工件在气冷室可以选择打开循环风机进行快速气冷,也可以选择关闭循环风机进行缓慢气冷。保养期间,在确保安全的情况下,按压循环风机的接触器,检查循环风机的运行应平稳、无异响,如果风机存在抖动、异响,可能是电机的轴承已经磨损,或者是风叶的动平衡出现问题,需要立即进行维修或者更换。
10.炉链
        加热室内部安装了两条平齐的炉链,每条炉链上都安装的相应的推头,用于将加热室热处理的工件转移到淬火室。整条炉链由热链以及冷链组成,其中热链长期工作在高温、高碳势的环境中,基本不受力,它采用比较特殊的耐热钢材料制成;冷链长期处于低温工作环境,是炉链中的受力部分,主要由这部分链条将工件推到淬火室,它采用一般的耐热钢材料制成,当零件需要从加热室转移到淬火室的时候,炉链先转半圈,将热链与冷链进行交换,然后由冷链推着工件将其转移到淬火室。
        炉链的驱动轴、驱动齿轮安装在温度比较低的淬火室,在炉链驱动齿轮两侧安装了链条导槽,防止炉链由于拉力过大而跳齿。炉链的驱动轴贯穿整个淬火室,驱动轴通过右端安装的链轮、链条与驱动电机+减速机输出轴上的链轮,从而实现传动。在驱动轴的左端安装了一套限位装置,限位装置内的凸轮齿轮齿数与炉链的节数相对应,当炉内的炉链转动1节,限位凸轮也跟着转动1齿,从而1:1反映炉内炉链的位置。在凸轮的顶部安装了一个限位开关,限位开关刚脱开的状态为炉链的原位,限位开关刚压上去的状态为炉链1/2的位置。对照电气图纸,检查限位开关的功能应正常、可靠,如果发现限位开关的触点存在不可靠的现象,需要立即进行更换。
        (1)炉链长时间使用,链板、销轴或者滚轮可能存在磨损或者变形,需要将炉链拆出来对每一节进行仔细检查,如果部分链板、销轴或者滚轮出现磨损、变形,或者炉链链节出现卡涩现象,需要立即进行更换。炉链使用一段时间以后,可能出现拉长的现象,这时可以将左右两条炉链同时摘除1节,同时更换相同齿数的凸轮齿轮,从而实现炉链张紧度的调整。
        (2)仔细检查链条导槽是否存在开裂或者断掉的现象,如果有这些现象需要立即进行更换,同时紧固链条导槽的固定螺栓。
        (3)仔细检查驱动轮的磨损情况,如果驱动轮齿面出现明显的磨损需要及时进行更换;检查驱动轴直线度,如果出现明显的弯曲需要立即进行更换。
        (4)检查驱动链条的张紧度,如果驱动链条太松容易跳齿,可以通过调整驱动电机的位置来调整驱动链条的张进度。检查限位链条的张紧度,如果限位链条太松容易跳齿,可以通过调整限位盒的位置来调整限位链条的张进度。
        (5)使用炉链操作开关运行炉链,检查驱动电机+减速机、传动装置运行应平稳无异响,发现异响需要及时检查原因并排除;检查减速电机内的油位应正常,发现油位过低需要根据减速机铭牌上标注的润滑油型号,加注相应的润滑油。
11.加热室进料装置
        在单门炉型的淬火室上平台,安装了一套进料机构,用于把淬火室的炉料推到加热室,进料机构由炉体外部的驱动电机+减速机、驱动齿轮、驱动链条、限位装置、离合气以及炉体内部升降台上的驱动轴、链轮、链条、复推架组成。进料装置有两个限位开关,上面的限位开关是原位,下面的限位开关是前限位。对照电气图纸,检查限位开关的功能应正常、可靠,如果发现限位开关的触点存在不可靠的现象,需要立即进行更换。
重点介绍一下离合器:进料装置的部分部件安装在升降台上,而升降台又需要上、下运动,为了实现力的传动,在炉体外部的驱动装置与升降台上的驱动部件之间安装了一套离合器,离合器由气缸驱动推出或者拉回实现离合。离合器有两个限位开关,远离淬火室的限位开关是原位,靠近淬火室的是前限位。对照电气图纸,检查限位开关的功能应正常、可靠,如果发现限位开关的触点存在不可靠的现象,需要立即进行更换。
        (1)升降台上的链条长时间使用,链板、销轴或者滚轮可能存在磨损或者变形,需要将链条拆出来对每一节进行仔细检查,如果部分链板、销轴或者滚轮出现磨损、变形,或者链条链节出现卡涩现象,需要立即进行更换。链条使用一段时间以后,可能出现拉长的现象,链条容易出现跳齿,这时可以通过调整左右两条链条的张紧轮,从而实现链条张紧度的调整。
        (2)检查升降台上进料装置驱动轴的轴套、离合球头以及离合销轴状态是否完好,如果发现轴套磨损严重、轴套开裂、离合球头磨损、离合销轴弯曲或者断裂需要立即进行更换,同时紧固这些部位的固定螺栓。
        (3)仔细检查驱动轮的磨损情况,如果驱动轮齿面出现明显的磨损需要及时进行更换;检查驱动轴直线度,如果出现明显的弯曲需要立即进行更换。
        (4)检查驱动链条的张紧度,如果驱动链条太松容易跳齿,可以通过调整驱动电机的位置来调整驱动链条的张进度。检查限位链条的张紧度,如果限位链条太松容易跳齿,可以通过调整限位链条从动齿轮的位置来调整限位链条的张进度。
        (5)使用进料装置操作开关运行进料装置,检查驱动电机+减速机、传动装置、离合器运行应平稳无异响,发现异响需要及时检查原因并排除;检查减速电机内的油位应正常,发现油位过低,需要根据减速机铭牌上标注的润滑油型号,加注相应的润滑油。
12.加热系统_电加热,带金属的辐射管
        安装在辐射管内部的鼠笼式加热器,为加热室提供辐射加热,辐射管与炉体之间采用法兰形式连接,同时在法兰中间采用密封垫实现辐射管与炉体的密封。
        (1)为了确认设备上加热回路的电流表指示是否正常,在保证加热回路安全的情况下,将温控仪调整到手动模式,手动强制让仪表加热100%输出,这时加热回路会100%功率开始加热。使用钳形电流表检查加热系统加热电流表指示,两种电流表的显示值应在加热回路额定电流±5%范围内,如果超出此范围,说明设备上的电流互感器或者电流表存在误差或者故障,需要进一步检查和处理。
        (2)加热器的接线辫子在长期使用以后,由于热胀冷缩可能会出现松动,因此年度保养期间需要检查并紧固加热器接线辫子。
        (3)配电柜内加热回路由于电流大,长期使用一些元器件上的端子容易松紧,因此年度保养期间需要检查并紧固这些部位。
        (4)调功器是加热回路中的执行部件,主要是为了把温控仪给出的微弱信号进行放大,从而控制加热回路的电流。调功器在工作期间会散发大量的热量,这些热量会被其后面的散热板以及冷却风扇带走,由于冷却风扇长期运行,散热板以及冷却风扇上会沉积大量的灰尘,因此年度保养期间一定要清理这些灰尘,然后再检查冷却风扇运行是否顺畅,如果存在卡涩现象需要及时进行更换。
调功器保养结束后,多用炉在加热初期需要观察调功器输出的加热电流与温控仪表的输出功率相匹配,如果调功器的输出电流不跟随仪表进行变化,需要进行进一步的检查。
        (5)加热器使用一段时间以后,其加热丝、陶瓷片可能存在损坏,由于加热器安装在炉子里面,平时看不到加热器的状态,因此年度保养期间需要将所有加热器从炉内拔出来进行检查,如果发现加热丝有弯曲、变形,陶瓷片有开裂,这样容易造成相邻加热丝之间短路,需要立即进行更换。
        (6)辐射管使用一段时间以后,其内部或者外侧可能存在缺陷,由于辐射管安装在炉子里面,平时看不到它的状态,因此年度保养期间需要将所有辐射管从炉内拔出来进行检查,如果发现辐射管有弯曲、变形,需要立即进行更换。同时对于完好的辐射管,建议转动180°进行使用,这样可以有效降低辐射管变形的几率。
        (7)使用卷尺检查辐射管的长度,具体的要求是辐射管必须与加热器底端保持50-80mm的距离,为加热室热胀伸长留出相应的空间。
        (8)辐射管长期使用以后,其内部加热器脱落的氧化颗粒以及其他异物会沉积在辐射管的底部,为了防止这些异物引起加热器短路,保养期间需要使用工业吸尘器将辐射管内部的异物清理干净。
        (9)加热室超温保护仪表主要是为了在加热室实际值超出要求范围以后,触发超温报警,然后切断加热回路上的安全接触器,从而实现超温保护,正常情况下,年度保养以后,要求加热室超温保护仪表设定到工作温度+10℃。
        (10)加热器超温保护仪表主要是为了在加热器实际值超出要求范围以后,触发超温报警,然后切断调功器的加热室使能继电器,从而实现超温保护,正常情况下,年度保养以后,要求加热器超温保护仪表设定到1050℃。
13.加热系统_气加热,带金属的辐射管
        安装在辐射管内部的气加热烧嘴,为加热室提供辐射加热,辐射管与炉体之间采用法兰形式连接,同时在法兰中间采用密封垫实现辐射管与炉体的密封。
        (1)气加热烧嘴长期工作在高温状态,使用一段时间以后,其内部的一些部件可能会损坏。冷态状态下,将气加热烧嘴从辐射管上拆下来,使用管钳拆下烧嘴的外管,检查烧嘴外管以及烧嘴内部的部件,这些部件从外观看应完好;如果发现外管变形、开裂,点火电极弯曲变形,陶瓷原件开裂或者掉落,需要进行更换。
        (2)为了给气加热烧嘴喷出来的火焰以及废气导流,在辐射管内部安装了导流陶瓷管以及陶瓷管支架,这样可以保证气加热烧嘴喷出来的火焰以及废气顺着陶瓷管向下流动,废气再碰到辐射管的底部以后,再改变方向向上流动,最后从辐射管的废气口排出来。
由于导流陶瓷管以及陶瓷管支架长期工作在高温状态,使用一段时间以后,这些部件可能会损坏。冷态状态下,需要将整根陶瓷管以及陶瓷管的支架从辐射管内取出来进行检查,如果发现陶瓷管开裂或者断裂,陶瓷管支架严重变形,需要及时进行更换。
        (3)气加热所使用的空气由一台空气鼓风机供应,由于鼓风机属于长期运行部件,在年度保养期间我们需要检查鼓风机的运行状态。强制按压鼓风机的接触器,让鼓风机运转起来,检查鼓风机的运行应平稳无异响。如果发现鼓风机运行时的声音过大,震动厉害,可能是鼓风机的叶片与壳体剐蹭或者电机轴承损坏,需要立即停下来进行维修或更换。
        使用万用表欧姆档确认鼓风机绕组的电阻三相应基本一致;鼓风机长期运行以后,部分螺丝可能会松动,因此需要紧固接线盒内端子上的螺栓以及机壳上的紧固螺母。
        (4)气加热的空气和天然气流量计在使用一段时间以后,其内部玻璃管会附着一些灰尘或者异物,年度保养期间需要将这些流量计拆开,清洁玻璃管的内壁以及流量计的浮子。在年度维护保养后,测试气加热的时候,需要使用肥皂水检查空气以及天然气管路,保证这些管路不泄露,如果在检查期间发现泄漏点,需要及时停止加热并进行处理。
        (5)辐射管使用一段时间以后,其内部或者外侧可能存在缺陷,由于辐射管安装在炉子里面,平时看不到它的状态,因此年度保养期间需要将所有辐射管从炉内拔出来进行检查,如果发现辐射管有弯曲、变形,需要立即进行更换。同时对于完好的辐射管,建议转动180°进行使用,这样可以有效降低辐射管变形的几率。
        (6)辐射管长期使用以后,在辐射管的底部可能会沉积一些异物,为了防止这些异物引起陶瓷管支架或者陶瓷管损坏,保养期间需要使用工业吸尘器将辐射管内部的异物清理干净。
        (7)为了确认设备上气加热各个烧嘴是否正常,在保证加热回路安全的情况下,将温控仪调整到手动模式,手动强制让仪表加热100%输出,这时加热回路会100%功率开始加热。长按火焰控制器上的复位按钮2-3秒,在参数出现01的时候松手,这时显示器上显示的数字是气加热烧嘴的燃烧热值反馈电流,反馈电流一般控制在12-16μA为宜。如果电流过小,说明空气偏大或者天然气偏小,需要调整空气与天然气的混合比。
        (8)加热室超温保护仪表主要是为了在加热室实际值超出要求范围以后,触发超温报警,然后切断气加热控制器的使能继电器,从而实现超温保护,正常情况下,年度保养以后,要求加热室超温保护仪表设定到工作温度+10℃。
14.水系统
        冷却水系统主要是为了给加热室风机、氧探头、炉壁进行冷却,保证这些关键部位的温度,所以冷却水的稳定供应对设备的稳定运行至关重要。年度保养期间,需要对水系统进行以下维护:
        (1)检查所有冷却循环的冷却水流量以及冷却水进口供应压力;冷却水供应压力要求0.15-0.3Mpa之间,冷却水流量根据高温状态下回水温度决定,原则上要求回水温度在40-45℃。
        (2)检查水槽(或者水箱)内水质的状态,正常情况下,循环水体应清澈,无发浑、发黄、异味等现象,水体内部无明显的异物。如果发现水体存在发浑、发黄、异味、异物等现象,说明水体内部已经发生变质,继续使用可能导致炉体冷却水管壁附着异物而出现堵塞现象,需要将冷却水进行彻底排空,然后注入新的冷却水。大部分客户使用的冷却水是自来水,由于我国跨度比较大,部分区域的自来水含钙量比较高,如果使用这样的自来水,将会导致炉体上的冷却水管壁结垢而堵塞。对于水含钙量比较高区域的用户,建议使用药剂与自来水进行勾兑,然后根据药剂厂家的要求定期检查冷却水的状态,必要时进行整体更换。
        (3)在冷却水系统管路上安装了一些过滤器,用于过滤冷却循环水中的异物,在年度保养期间,需要将这些过滤器的滤芯拿出来进行清洗以及检查,如果发现过滤器的滤芯已经损坏,需要及时进行更换。
        (4)为了便于维修以及调整,在冷却水各个支路上安装了球阀或者闸阀,如果水质比较差的情况下,这些阀门可能已经被锈蚀而卡死或者出现渗漏,在年度保养期间需要对这些阀门的活动性和密封性进行检查。如果发现阀门已经卡死或者渗漏,需要及时进行更换。
        (5)部分冷却循环水系统中安装了单项止回阀,为了保证止回阀的止回功能,在年度保养期间需要将止回阀拆下来清洗并检查其止回密封性,如果止回阀已经无法密封,需要及时进行更换。
        (6)在油冷却热交换器以及淬火室炉壁冷却循环水管路上,安装了一些电磁阀,安装这些电磁阀的主要原因就是这些冷却系统需要控制冷却。这些电磁阀的主要作用就是在冷却系统需要冷却的时候打开,不需要冷却的时候关闭。在年度保养期间需要将这些电磁阀拆下来进行清洗,然后检查其密封性,如果电磁阀已经无法开启或者无法关闭,需要及时进行更换。
        (7)淬火室炉壁上焊接了一些蛇形冷却水铜管,这些水管主要是为了给淬火室的炉壁降温。在淬火室处于待机状态下,其炉壁的冷却水依靠回水管路上的温度调节器,根据回水温度自动调节水流量来达到恒温的目的。如果淬火室内有工件在缓冷,此时的炉壁将需要大流量的冷却水其进行冷却,于是并联的电磁阀控制回路会打开,此时的冷却水将以最大流量供应,以最快的速度冷却炉壁,从而带动淬火室内部的工件降温。
在年度保养期间需要将水温调节阀以及其膨胀管拆出来进行清洗和检查,如果在使用过程中发现水温调节器的功能已经失效,此时需要将失效的阀门更换掉。
        (8)设备在使用过程中,如果已经发现部分冷却水管路开始出现堵塞现象,此时需要人工将已经堵塞部位的管道进行疏通,如果这些堵塞的管道已经无法疏通,则需要进行更换。对于已经出现水流量变小,但是还有部分冷却水可以流动的管路,可以使用专业的管道疏通药剂以及清洗系统进行循环法疏通,从而保证冷却循环水顺畅的流通。
15.压缩空气系统
        压缩空气系统主要是为了给设备上的气缸提供气源,为了保证气缸正常的工作,压缩空气的供气压力要求在0.6-0.8Mpa之间,在压缩空气汇流排上安装了一支压力表用于显示压缩空气的压力。
        在压缩空气管道入口安装了一个过滤器,此过滤器主要功能是过滤压缩空气中的轻微水分以及其他异物。
        气动元器件在工作期间需要使用润滑油进行润滑,为了实现自动润滑,设备在压缩空气的供气口(过滤器的后面)经常会安装一个压缩空气雾化器,这个装置可以将其油杯内的润滑油雾化以后,随着压缩空气到达气动元器件的各个部位,从而实现润滑气动元器件。在雾化器的上面会有一个旋钮,通过这个旋钮可以调节润滑油的雾化量,一般这个旋钮调整到1/4至1/3的范围即可。
        (1)将压缩空气过滤器拆下来进行清洗,如果发现过滤器已经漏气需要及时更换;检查压缩空气雾化器是否存在泄漏或者漏气现象,如果发现存在以上情况需要及时进行更换;使用对比法,在压缩空气管路上临时安装一块校验过的压力表,检查压缩空气的压力表指示是否准确,如果炉体上的压力表指示值与校验过的压力表指示值差异超过5%,则说明炉体上的压力表指示不准确,需要及时进行更换。
        (2)将设备切换到调整模式,使用相应的开关控制电磁换向阀动作,检查电磁阀动作是否顺畅、是否存在漏气现象。在气缸运动到位以后,听气缸电磁换向阀的消音器是否持续有气排出来,如果消音器处一直有气出来,说明气缸或者电磁换向阀串气了,需要将炉气排空,检查串气的原因并进行修复。必要时更换气缸全套密封以及电磁换向阀。
        (3)使用肥皂水,仔细检查压缩空气系统的每个接头,发现泄漏点以后立即修复,直到所有管道接头密封完好为止。
16.安全燃气系统
        设备在运行过程中,炉子所产生的废气(一氧化碳、氢气、氮气等)以及开外炉门排出来的炉气需要使用燃气系统将它们点燃,保证设备安全稳定的运行。
        (1)检查管道系统的密封性;使用肥皂水,仔细检查燃气系统的每个接头,发现泄漏点以后立即修复,直到所有管道接头密封完好为止。
        (2)闸阀、球阀、电磁阀、节流阀在使用一段时间以后,由于其内部密封材料的老化,可能存在内漏的风险,同时其活动性也有可能出现问题,因此在年度保养期间,需要检查这些阀门的密封性以及活动性,如果发现阀门存在漏气或者活动性差的现象需要及时进行更换。
        (3)为了保证炉内气氛的活性,炉内需要不停的注入和排出气氛,从而实现炉气的置换,排出来的炉气成分主要是氢气、氮气、一氧化碳,其中的氢气和一氧化碳必须通过废气口燃烧以后才能排出去。为了保证排出的炉气能够充分的被燃烧掉,在废气口安装了一支长明火点火头,这支点火头24小时不间断燃烧,点火头的火焰长度应在120mm左右,超出范围后及时进行调整。
        废气口安全长明火系统由点火头、火焰监控器、压力继电器、升压变压器,流量控制阀等关键部件组成。点火头内部有点火电极与高压变压器相连,用于点火。点火头内部的火焰监控探针与火焰监控器相连,用于实时监控点火头的状态,如果点火头正常燃烧,火焰监控器上的绿灯会长亮;如果点火头因故障熄灭,火焰监控器上的绿灯会灭掉,同时触发报警,提示点火头故障。点火头内部温度传感器在火焰下产生mV可以让管道上的流量控制阀上线圈得电自锁,这样点火头就会一直燃烧。
年度保养期间需要对废气口安全长明火的这些功能进行逐一检查,确保各个功能工作正常,必要时更换失效的零部件。
        (4)当炉内有可燃性气体的情况下,火帘必须先点燃,外炉门才能开启;炉门开启以后,炉气被火帘迅速点燃而燃烧;如果在火帘没有点燃的情况下强制手动开启外炉门,空气进入炉内,炉子有爆炸的风险,也就是说火帘主要是为了点燃炉气,防止炉子发生爆炸。
        外炉门火帘由火帘喷管、点火电极、火焰监控探针、电磁阀、升压变压器以及火帘控制器等关键部件组成。火帘的点火电极与高压变压器相连,用于点火;火帘的火焰监控探针与火帘控制器相连,用于实时监控火帘的状态,火帘的点火、电磁阀开闭以及状态检测均有如果火帘控制器完成。如果火帘需要点火,火帘控制器会驱动高压变压器输出高压点火的同时,燃气电磁阀打开,火帘被点燃,火帘控制器上会显示“02”,高压点火停止点火;2秒左右,火帘监控探针检测到火焰,火帘控制器上会显示“04”,说明火帘已经燃烧,可以开门。如果火帘在点火期间因故障熄灭,火帘控制器上会出现“02”闪烁,如果火帘在监控期间因故障熄灭,火帘控制器上会出现“04”闪烁;只要火帘控制器被触发报警,高圧点火与电磁阀同时失电,同时输出报警,提示火帘故障。
        另外,电子打火探针距离火帘控制在2-2.5mm之间,火焰监测探针距离火帘控制在5-8mm之间,如果探针上面有油、烟渍需要立即擦干净。
年度保养期间需要对火帘的这些功能进行逐一检查,确保各个功能工作正常,必要时更换失效的零部件。
        (5)在废气口长明火点火头停止工作的状态下,测试设备的所用运动部件将无法运行,确认其锁止功能可靠,并有相应的故障报警提示。
17.气氛面板
        气氛面板只要是为了给设备提供气氛介质,也是工艺以及过程控制中比较关键的部位。根据气氛类型不同,设备可以配备氮甲醇气氛、RX吸热式气氛以及超级渗碳气氛。其中这三种气氛的富化气可以是丙烷、丙酮或者天然气。
        无论哪种气氛,都配备了安全氮气管路,此管路是在气氛面板启动前或者故障后向炉内通入安全氮气,置换炉内的可燃性气体,防止炉子出现爆炸事故。在安全氮气的流量计上安装了最小流量监控传感器,启动气氛面板之前,要求安全氮气流量计的流量必须高于最小流量,否则气氛面板将无法启动。
        气氛面板所使用的空气由一台空气鼓风机供应,由于鼓风机属于长期运行部件,在年度保养期间我们需要检查鼓风机的运行状态。强制按压鼓风机的接触器,让鼓风机运转起来,检查鼓风机的运行应平稳无异响。如果发现鼓风机运行时的声音过大,震动厉害,可能是鼓风机的叶片与壳体剐蹭或者电机轴承损坏,需要立即停下来进行维修或更换。
        使用万用表欧姆档确认鼓风机绕组的电阻应正常;鼓风机长期运行以后,部分螺丝可能会松动,因此需要紧固接线盒内端子上的螺栓以及机壳上的紧固螺母。

        气氛面板在年度保养期间,需要重点检查以下项目:

        (1)逐一检查各个管道上闸阀和针阀的密封性和活动性,如果发现阀门密封性下降或者存在卡涩现象,需要立即进行更换。

        (2)将管道上的所有电磁阀拆下来进行清洗并检查其密封性,如果发现电磁阀存在漏气现象,需要立即进行更换。
        (3)根据介质供应压力,检查各介质压力继电器的功能和设定值,一般情况下介质的供应压力在0.05-0.1Mpa之间进行调整,所以压力继电器的整定值需要根据现场的实际压力进行整定,整定值一般设定在运行值的90%左右。如果发现压力继电器动作不可靠,需要立即进行更换。
        (4)常规氮甲醇气氛面板会配备安全氮气以及甲醇最小流量传感器,这些传感器使用一段时间以后,可能存在故障,在年度保养期间需要对这些流量传感器的功能进行逐一检查,发现功能不可靠的传感器需要立即进行更换。
        (5)气氛面板上的流量计在使用一段时间以后,其内部玻璃管会附着一些灰尘或者异物,年度保养期间需要将这些流量计拆开,清洁玻璃管的内壁以及流量计的浮子。在年度保养后,启动气氛面板的时候,使用肥皂水逐一检查管路的密封性(由于氨气溶于水,所以氨气管路需要使用氨气测漏仪或者在管道内通入氮气,然后使用肥皂水进行检查)保证这些管路不泄露。如果在检查期间发现泄漏点,需要及时停止气氛供应并进行处理。
        (6)为了检测炉内的实际碳势,在炉体上安装了一套定碳取样装置,此装置可以将清洗干净并已经称好重量的定碳片送入炉膛内部进行渗碳,然后再将定碳片从炉膛内部取出来进行称重,通过计算得出炉内的实际碳势。定碳取样装置的一部分保护管通过炉衬,时间用久以后,这根保护管容易被炉衬挤压变形、被炭黑堵塞或者被烧蚀,因此年度保养期间需要将保护管拔出来进行检查。如果发现保护管已经出现弯曲变形或者烧蚀,需要及时进行更换。

        (7)为了提取炉膛内部的气体进行分析,在炉体上安装了一套炉气取样装置,此装置通过陶瓷管将炉膛内部的炉气引到管道中,然后再将炉气通过散热管进行冷却,最后再经过过滤器将炉气送到气体分析仪进行分析。炉气取样装置的陶瓷管贯穿整个炉衬,时间用久以后,这根陶瓷管容易被炉衬挤碎,因此年度保养期间需要将陶瓷管拔出来进行检查。如果发现陶瓷管已经开裂或者碎掉,需要及时进行更换。
18.氧探头
        氧探头主要是为了检测炉内气氛的氧势(氧势就是炉气中氧含量与空气中氧含量的电势差值),然后再根据炉内的温度以及炉气中CO的含量,通过计算得出炉内的碳势,氧探头在工作期间,需要一路稳定的参比空气与炉内的炉气进行比较,这一路空气就是参比气,参比气的流量要求控制在20ml/min。
氧探头经常在高碳势环境下使用,这样一来在探头的头部很容易形成炭黑,为了解决这一问题,可以每隔90-120分钟向氧探头的头部通入适当的空气,通入时间控制在60秒,这些空气可以将氧探头头部的炭黑燃烧掉,从而到达清洗氧探头的效果。吹扫气的流量要求80ml/min。
        (1)氧探头在工作期间,其参比气的流量是20ml/min,吹扫气的流量是80ml/min,超出范围后及时进行调整。
        (2)为了避免氧探头遭受外力,氧探头安装在一个具有保护管且带水冷的法兰上,法兰的下部有一根耐高温材料的保护管,贯穿整个炉衬。时间用久以后,这根保护管容易被炉衬挤压变形、被炭黑堵塞或者被烧蚀,因此年度保养期间需要将保护管拔出来进行检查。如果发现保护管已经出现弯曲变形或者烧蚀,需要及时进行更换。
19.火帘
         (1)在外炉门开启的时候,检查火帘高度的,尽可能的将火帘调整到1/3-1/2炉门的高度,这样可以在开门期间,尽量减少空气进入炉膛内部。

        (2)火帘采用射吸原理来吸空气进行混合燃烧,通过调节射吸喷嘴的空隙,可以调节燃气/空气混合比;空气大了,燃气小了,火帘的颜色发白;燃气大了,空气小了,火帘的颜色发黄;一般情况下,要求火帘的颜色为天蓝色。

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