真空双室油淬炉调试

hongqk

这几今天有一台双室真空油淬炉正在调试，将这台设备的调试流程写一下。
1、设备现状：机械、电气安装全部结束，水、电、压缩空气及设备工艺气体联通。
2、调试流程
第一步：检查设备接地、各电机电阻值、绝缘电阻、发热体对地电阻值，有异常及时排除。
第二步：电控柜总电源合闸，测量供电电压是否正常；各分闸合闸，仪表通电、控制电路通电。
第三步：对照电气原理图，检查PLC的输入信号，包括数字量及模拟量和仪表通讯。数字量包括按钮输入、位置反馈输入、行程开关输入、各交流接触器反馈输入、压力温度开关输入、真空计及温控仪开关量输入、调压器故障输入，注意水压、水流量、气体压力、炉内压力的设定；模拟量一般有真空度、温度、压力、调节阀位置模拟量输入，模拟量的输入要注意仪表输入信号的类型、量程与PLC的输入信号类型和量程对应；仪表通讯包括真空计和温控仪与功控机的通讯，注意通讯地址、对应COM口、波特率和奇偶校验等，如果COM口比较多，可以通过调试工具来确定。
第四步：检查确认温控仪输入热电偶类型与实际使用热电偶一致，配置温控仪的回路控制参数、IO参数、报警参数、程序等。
第五步：检查确认真空计的显示是否正常，如果超过量程显示，可以初步调整满度或复位到大气状态。
第六步：检查配置记录仪的各个输入通道与实际值一致。

hongqk

第七步：测试各输出动作，点动启动机械泵，观察泵的油位，泵的运行方向，测量泵的实际运行电流值，调整交流电机启动器的电流动作值在一个合理的范围，听泵的声音是否正常；启动热真空阀、观察炉内压力变化及泵的排气情况，确认阀的开位及关位位置是否正确；到真空度高于1000Pa以后，启动罗茨泵，观察泵的油位，泵的运行方向入泵的声音，观察真空度是否有快速提高。依次测试冷室阀、充气阀、放气阀、分压阀，每个阀门都要确认阀的位置反馈及与炉内压力的关系。

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第八步：打开冷室炉门、热室炉门、中间热闸阀、调试内部料车的升降和进退动作，调好中间闸阀位置，四连杆机构不能过死点，定好最下端限位螺杆，调好内部料车的高位、中位和低位位置，调好内部料车进车位和退车位位置，带有变频器的电机需要设置好多段速控制、加速时间和减速时间，确保内部料车的转移时间在要求的范围之内。料车进入热室后，需要确认料车高位、中位与料台的距离，料车与料台左右的距离，料车送料后是否在料台的中间。测试装载额定负载重量，进料及取料连续动作5次以上。
每个电机的电流值确认在额定值范围内，调整交流电机启动器的电流动作值。

hongqk

第九步：调试油搅拌、油外循环电机、风机，注意风机的启动压力保护限值、风机和油搅拌电机目前为空载值，加油及加压后的是电流值会变大，油外循环电机不可长时空载运行，正式运行后，调整好每个交流电机启动器的电流动作值。

hongqk

第十步：在以上所有输入输出值调试完成之后，模拟调试超温报警、炉内超压报警、压缩空气欠压报警、冷却水欠压报警、工艺气源欠压报警等，确保每个报警信号都能正确报警，提示正确。

hongqk

第十一步：冷态抽真空，初步测试设备压升率，在没有烘炉的情况下，碳毡及炉内内壁有较多吸气，设备调试人员也不会可能抽无限长的时间来做压升率，可以将设备抽到5Pa左右，维持4个小时左右停泵，下午下班记录，第二天炉内真空度不超过120Pa，可以初步达到升温的条件。另一个办法是从记录仪的压力-时间曲线来观察，弧线部分为炉内材料的放气，直线部分为设备漏气。

hongqk

第十二步，初步烘炉，控制仪表输出功率来控制升温速度，同时观察炉内真空度的变化，一般随着温度的升高，真空度会升下降（如果以前升过高温，会在一个温度点之后，真空度会升高），如果炉内真空与输出功率呈正比关系，说明不是设备漏气，而是炉内放气，新设备烘炉，真空度在数十帕都属正常，只要真空炉在正常值范围，可以将设备烘炉到最高温度，完成定指标测试，升温过程中如果出现电流电压摆动，并不随输出功率变化，说明炉内有发热体、汇流排、电极或连接体有接触不良、断路等问题，应该及时停炉处理，以免造成故障扩大。

hongqk

第十三步：降温到60度以下，先抽极限真空度，测试设备压升率，国标中对设备压升率的定义没有限定温度的变化、量程的变化、仪表变化等所带来的影响，大家也可以合理利用，我们定义为设备烘炉完后，在空炉、干燥、清洁、常温（温度变化不超过10度）、数据不超过一个数量级的情况下真空度的单位时间变化值。

hongqk

第十四步、炉温均匀性测试，一台设备的好与坏，可以说这个指标占了绝大部分，对于很多的国企来说，有专门的机构来验证，调试方只要好好配合就可以了，但对于中小企业来说，有一个实实在在的数据就可以了。然而炉温均匀性测试不是一个简单的测试，其中包含了仪表、热电偶的校验、系统精度的测试等内容，也就只有这些都合格了的基础之上，做出来的炉温均匀性测试才是有意义的。
准备：将测试用框架放入热室内，热电偶用铁线固定到框架上，设备的仪表、控温热电偶、9点测温热电偶（其他传感器及仪表一起校验）校验合格，联接好热电偶到巡检仪，可以用多通道记录仪作多通道温度显示用。
过程：设定程序升温，升i温的过程要慢，可以在升温的过程中，对不同的温度段进行PID自整定，找出合适的PID参数是炉温均匀性测试成功的关键。双室油淬炉的测温点有600、700、800、900、1000度5个点就够了，升温到各目标温度后保温30分钟后采集数据，每隔2分钟记录一次，每点记录5次。
数据后处理：将仪表每个通道误差值、热电偶误差值与采集数据算术平均值相加之后才是真实的每个眯的数据。
结果判断与分析：合格还是不合格，查出设备的最高眯和最低点温度，可以为以后设备设计作参考。

Jasen

为了保证帖子内容的连续性，删除了我们的二个与调试记录无关的帖子：
Jasen:  非常详细，对新设备调试有指导作用。
hongqk: 今天有点时间赶紧记录一下，大家可以补充完善。

hongqk

当设备的炉温均匀性、最高温度、工作温度、极限真空度、压升率等指标做完，这台设备大部分的工作就结束了，但对于双室真空油淬炉而言，这还只是个基础，最精华的部分在自动程序的联动上。
第十五步，自动程序调试，因为真空炉不像气氛炉那样直观，操作可视度较好，就要求真空炉在送料入冷室后，所有动作就一键运行。
抽真空过程：有高真空和低真空之分；
加热过程：有分压和不分压之分；
冷却过程：有油淬和气冷之分；
油淬时：有入油前充气、入油后充气、下油充气同时、不充气之分；
搅拌：有入油前搅拌和入油后搅拌之分；
每个过程都需要进行独立验证，确保每个过程能可靠运行。

hongqk

自动程序调试过程中需要的是耐心、细心和专心，如果一个位置不对，将会造成料车卡死、传动损坏、料台损失、发热体损坏等严重事故，抽真空过程中要注意罗茨泵的启动条件和延时条件。国产电阻真空计真正的有效测量范围是1Pa~2500Pa，自动程序之前需要将反复校准真空计的零点和满度，保证测量没有太大误差。一般情况下，在机械泵抽气气流的作用下，罗茨泵会发生转动，当罗茨泵不转时，真空度大概在650Pa左右（大泵小泵会有区别），此时启动罗茨泵能确保正确启动，但也有一种情况除外，当出现压差阀故障，相当于真空管道有一个大的漏气点，致使真空泵抽力下降时，罗茨泵不转，但炉内压力也会很高，启动罗茨泵会造成过载跳闸或烧坏罗茨泵电机。

hongqk

哪有的朋友会问真空计的零点和满度如何调呢？好像真空度的显示越调越乱，有时一个新的规管安装上去，大气压下真空计显示才几百帕，明显不符合科学嘛。是的，真空计的生产商与真空规管的生产商很多不是同一个厂商，他们这间并没有做匹配，所以对真空计的调整是必须的。
调整的方法：首先在大气压，调整满度，让真空计显示为1.0*10E5Pa；
启动真空泵和阀，如果管道上有接口，可以放在管道上校准最理想，小的空间很容易就抽空到泵的极限真空度，机械泵可以进负2，电阻规能测到负1，也就是说当泵抽到足够长的时间，真空计应该显示为0.1Pa，如果不是可以调零点到此数据。当有电离规时，也可以参考电离规的真空度来调整电阻规的零点。
再将管道（真空计如挂在炉体上就放炉体）放大气压，此时真空计显示不一定是大气压状态，再调整一个满度，一般即可。

hongqk

楼上方式来确定电阻真空计的零点未免有点不科学，完全靠人的经验和感觉，有没有科学一点，直观一点的呢？当然有，常用的做法是用麦克劳真空计（也叫麦氏真空计）来校准电阻规的零点，麦氏真空计的测量是通过观察水银柱来获得，是一个直观的不依赖其他物理量读出来的，测量范围是0.1~650Pa），详细见http://wenku.baidu.com/link?url= ... Tv1julegVkeL0lxGfKK，通过这种方式与电阻真空计进行对比，可以确定真空计的零点。
如果是进口的真空计如Inficon或莱宝等就没有这么麻烦，通常只要在大气压下置位一个点就可以。

hongqk

可是有的朋友在用国产电阻真空计做压升率测试时会发一个问题，怎么一段是合格一段是不合格的呢？从记录仪的曲线记录来看，曲线好像不是一个连续的变化，会拐弯的。这是国内真空计将仪表简化处理的结果，大家看一个对照表就会清楚
真空度范围        真空度        电压范围
104~103        P=[10-9(V-0)]×103        0.0~1.0V
103~102        P=[10-9(V-1)]×102        1.0~2.0V
102~101        P=[10-9(V-2]×101        2.0~3.0V
101~100        P=[10-9(V-3)]×100        3.0~4.0V
100~10-1        P=[10-9(V-4)]×10-1        4.0~5.0V
实际物理量的变化是连续的，而真空计在做变换的过程中，做了分段处理，基本上是一个数量级为一个段，在一个数量级内本来的曲线变成了直线，也不怪同样的压升率会一段合格一段不合理了。
我们再来看Inficon的PCG400公式：p = 100.778(U-c)，是一个指数公式，就与真实的曲线变化非常接近了。

hongqk

一切工作准备就绪，接下来就是要见真家伙了：工艺试试验。等等还有一个事未完。
第十六步：冷室油槽加油除气，一个很多新手怕怕的一件事。
加油要注意的事项是油面要盖过产品以上至少100mm，要底于挡油板上边以下150mm，要关注产品下油和热油与冷油的位置。
加完油后关上炉门，启动机械泵，打开冷室阀，打开冷室灯，通过观察孔观察油面。
刚开始油非常清澈透明，随着炉压下降，油面逐渐会变得浑浊，小气泡开始从油内冒出，接着油面的平静被打破，大气泡开始出来，油面翻滚起来，此时要关闭冷室真室阀，等待油面恢复到温和状态；
打开冷室真空阀，再抽真空，油面白浪翻滚，就有如一条湍河流，你就站在浪尖。
如此反复，一直抽……

aaron01

hongqk 发表于 2013-11-17 22:54
第十三步：降温到60度以下，先抽极限真空度，测试设备压升率，国标中对设备压升率的定义没有限定温度的变化 ...

我们测压升率是在烘炉完成以后，在冷却的时候，做炉子随炉冷却，然后在压力变化曲线上截取1小时的压力变化来判断。
温度变化对压升率测试有影响吗？

hongqk

当用机械泵抽到几十帕时，油面平静了，该开罗茨泵抽了，如果此时大意，又该悲剧了，以前的小心都白费了。
要点动即停，慢慢加长时间，直到罗茨泵可以长期运行。翻滚太利害还要关闭冷室真空阀。

hongqk

aaron01 发表于 2013-11-19 10:15
我们测压升率是在烘炉完成以后，在冷却的时候，做炉子随炉冷却，然后在压力变化曲线上截取1小时的压力变 ...

根据查理定理，体积不变，炉内的压力与温度呈正比关系。P = P0(1+t/273)，如果测量的起始温度与终了温度差别不太大，与273不在一个数量级，认为也是可以接受的。如果从温度500度降到了50度，在这样的环境下来测的压升率合格属于作弊行为。

aaron01

hongqk 发表于 2013-11-19 13:30
根据查理定理，体积不变，炉内的压力与温度呈正比关系。P = P0(1+t/273)，如果测量的起始温度与终了温度 ...

规定是在炉温冷到150C以下开始停泵，记录数据的，取15分钟的压力变化，乘以4来算的压升率，此时冷速很慢很慢了，应该可以忽略温度的影响了。

hongqk

aaron01 发表于 2013-11-19 13:56
规定是在炉温冷到150C以下开始停泵，记录数据的，取15分钟的压力变化，乘以4来算的压升率，此时冷速很慢很 ...

同意这种做法，但取样的时间比较短，如果短的时间能合格，长的时间当然也是合格的。

鱼儿爱水

谢谢版主分享！！！

尽在一小中

你好，在中国哪家真空油淬炉做的质量比较好点？

hongqk

尽在一小中 发表于 2014-12-30 12:15
你好，在中国哪家真空油淬炉做的质量比较好点？

兄弟这个问题我想了好久，这个问题不好回答，也不敢回答，这么多做真空炉的企业，各有特点，每家企业都在满足不同客户群的需求。

hongqk

另外LZ的见识也有限，并没有对中国所以的真空油淬炉都做过测试。
在传统市场上，我们可以将市场分为军工和民营，华字头的企业在民营市场表现得最好。

尽在一小中

hongqk 发表于 2014-12-30 17:34
兄弟这个问题我想了好久，这个问题不好回答，也不敢回答，这么多做真空炉的企业，各有特点，每家企业都在 ...

没关系，我是江苏的，考虑买一台真空油淬炉，对外加工用，644的，想买华海的，但贵了点，小公司的炉子不敢买，比较徘徊

hongqk

真空炉的生产厂家很多，有的使用现成图纸，只有生产能力，成本比较低，适合对价格比较敏感的民营企业，有的规模很大，能力很强，但企业的运营成本高，适合为客户定制或为不差钱的客户服务，对于购买者本身要有自己的认识。

hongqk

真空油淬炉这些年来，可以说基本上是国产设备的天下，国外的企业基本也不生产油淬炉了。

zmg

洪工的话还是留有余地的！热处理这么小的圈子，确实很容易得罪人。
来自: 微社区

zmg

hongqk 发表于 2015-1-4 10:02
真空炉的生产厂家很多，有的使用现成图纸，只有生产能力，成本比较低，适合对价格比较敏感的民营企业，有的 ...

翻译成通俗的话就是，国内的炉子无论生产企业规模大小，基本质量都差不多。
来自: 微社区

hongqk

zmg 发表于 2016-4-14 17:29
翻译成通俗的话就是，国内的炉子无论生产企业规模大小，基本质量都差不多。 ...

应该说差别还是有一些，这种差别可能不是来自于设计，而是来自于制造和供应环节多一点。
只是可惜，这么多年以来，真空油淬炉技术本身的发展好像停滞了。