真空退火爐測溫系統適用性改造

高宏紳，符 浩

（中國船舶重工集團公司第七二五研究所，河南洛陽 471000）

0 引言

企業1 臺臥式真空退火爐，設備運行狀況良好，但運行記錄卻顯示長時間無故障停機，嚴重影響生產。調查原因發現，該設備S 型鉑銠熱電偶需外發年檢，檢定周期長，影響設備完好在用率。該企業生產工藝規定的真空退火溫度為600～980 ℃，據此擬在滿足測溫精度和生產可靠性要求的條件下，對測溫系統進行改造，降低使用成本，縮短檢定時間，提高設備完好在用率。

1 設備概況

該臥式真空退火爐型號為VAF-446，生產廠家為沈陽真空研究所。該設備允許的最高溫度為1200 ℃，分為3 個加熱區，由3 個型號為FR32 的島電溫控儀控制。每區布置一根S 型鉑銠熱電偶，導線為S 型熱電偶配套專用，為保證測溫精度和控溫準確性，按照JJG 141—2013 工作用貴金屬熱電偶檢定規程，對熱電偶進行定期檢定，保證設備在檢定周期內運行。若熱電偶檢定不合格，則需采購新的熱電偶檢定合格后安裝使用。在熱電偶檢定過程中，存在如下問題：

（1）檢定周期長。每次外發檢定需時約15 天，遇有不合格情況時時間還要增加至少1 倍。

（2）使用成本高。熱電偶屬設備易損件，經常會因為操作工操作時意外碰撞、設備維修時多次拆裝等原因損壞，需購新送檢合格后使用。每支S 型鉑銠熱電偶約需3000 元，價格昂貴。

2 原因分析

（1）設備選用的S 型鉑銠熱電偶最高檢定溫度為1300 ℃，該企業所在地區無具備檢定能力的檢測機構，需送外地檢定，檢定時間加上運輸往返時間約需15 天，如遇檢測不合格還需采購新熱電偶后再次送檢。

（2）單支S 型鉑銠熱電偶價格約為3000 元，屬于貴金屬熱電偶，且在使用過程中屬于易損件，經常因損壞而需換新，使用成本太高。

3 解決措施

因該企業具備1000 ℃以下的熱電偶檢定資質，而該企業生產工藝規定的使用溫度為600～980 ℃，因此，在滿足測溫精度和生產可靠性要求的條件下，將測溫系統改造為價格低廉的K 型鎳鉻-鎳硅熱電偶，同時配置專用的配套補償導線，調整控溫儀表參數，充分利用該企業的檢定能力，解決檢驗周期長、使用成本高的短板問題。

（1）測溫元件的選擇。K 型鎳鉻-鎳硅熱電偶工作溫度可達600～1100 ℃，完全滿足該企業工藝要求的溫度范圍，且該型熱電偶質量穩定，適用范圍廣，供貨渠道寬，供貨周期短，且價格低廉，封裝后僅需300 元即可購入。在市場上隨機購買后送檢測部門依據JJF 1637—2017 廉金屬熱電偶校準規范進行檢定，測量標準編號：07-S1-08，滿足規范要求，檢測合格，數據見表1。

（2）補償導線選型。更換原S 型熱電偶專用導線，改為2×1.5 mm2KC 型 導線8 m，配套K 分度熱電偶使用。

（3）溫控儀表為島電廠家生產SR32型號。對比操作流程圖（圖1），調整內部參數，內置B、R、K、S 等多種熱電偶信號接收功能（圖2），調整參數（圖3）。連接導線線路，溫度顯示正常。

表1 熱電偶檢測數據

圖1 操作流程

圖2 參數對照

圖3 參數設置

4 調試

無負荷聯動試運行，臥式真空退火爐開機，畫面顯示正常，溫度顯示準確，將溫控表加熱調整為600 ℃，3 個分區溫差均顯示正常，保溫2 h，升溫調整為800 ℃，保溫2 h，狀態正常。升溫900 ℃，保溫2 h，設備運行正常，設備升溫調整為1000 ℃，保溫2 h，狀態正常。冷卻降溫。空載試運行合格（圖4）。

加入試樣，開機重新運行，各項指標運行過程中無異常，試用合格。運行1 個月對整個測溫系統進行檢查，熱電偶使用正常，使用過程中無損壞，儀表顯示正常，運行穩定，線路接觸良好，無氧化等不良問題。投入正常生產使用后跟蹤確認，滿足生產工藝要求，產品驗證性能合格。

改造完成后，K 型鎳鉻-鎳硅熱電偶可在該企業內部進行定期檢定，無需外發檢定，檢定周期縮短2 天，大幅提高設備完好在用率。該型熱電偶價格低廉，生產成本有效降低。

圖4 試運行溫度記錄

5 結束語

生產過程中，根據設備的使用要求，對影響設備正常使用和可降低設備使用成本的因素進行分析，合理選擇改造方案，適當降低設備的過剩性能指標，能夠有效解決生產過程中存在的短板問題，提高生產保障能力和生產效率，降低使用成本。