气体渗碳淬火气氛的选择及天然气净化处理-上海

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1、气体渗碳淬火气氛的选择及天然气净化处理李志义作者简介：李志义高工、教授（1938.2.1）男，江苏泰州人，汉族，1962年哈工大毕业，1992年由22个一级学会联合召开的“全国机电装备失效分析预测防战略研讨会”授予全国先进失效分析专家称号，获国家发明专利二项，获兵器部二．三等奖，已发表论文10多篇。著有：结构钢在表面处理过程中的氢脆和应力腐蚀断裂[M]。联系电话：13002366762E－mail：info@yiyangjd.com公司网址：www.yiyangjd.com,，李晓澎1（1.重庆义扬机电设备有限公司,重庆400042;2.重庆长江工业炉

2、公司,重庆401329)前言：本文以近几年以我为首撰写的：1、天然气渗碳的另一机理CH4→Cad+H2及其优化措施2、浅谈某些热处理气源和金相标准中的“误区”3、再述：渗碳淬火件表面层非马氏体组织形成的原因和防止措施4、气体渗碳淬火件中的氢脆问题5、齿轮气体渗碳件中的变形问题6、渗碳淬火件磨削裂纹形成的原因和防止措施。6篇文章的最主要部份：上述6篇文章均为全国性热处理学会交流会宣讲。希望有关单位的产品质量大大提高。产品质量能领先于世界，同时经济效益可观……。关键词：气源的净化1．齿轮气体渗碳淬火的气源选择1.1某些热处理气源标准中的误区现标准SY751

3、4-88《天然气技术要求》，热处理参照Ⅱ类（见表1），规定含硫（无机硫）量≤20mg/m3，有机硫不作要求。有些热处理工作者认为现有气源已达国家标准。在重庆地区经我们十多年检测，结果是波动的。波动范围：有机硫30—248mg/m3、无机硫10—78mg/m3，气矿脱硫设备已几次发生故障。为保证城市用气总硫高达1100mg/m3。文献[1]的相关内容中专门讲述含硫量越低越好，但未提“水份”（水份也应越低越好[2。3。4。5]）。天然气另一渗碳机理CH4→Cad+H2的充分发挥，使渗碳件淬火后的表面非马氏体组织大大降低（控制好的话可达3μm以下;浅腐蚀），

4、不但避免了古老的渗碳机理（CO→Cad+CO2）一边渗碳一边氧化的过程，使渗碳速度加快，而且渗碳件表面光亮银灰色无碳黑[8、9]（吸热式气氛发生器也不烧碳黑）、吸热式气氛中的触媒不易中毒（寿命大大提高）、氧碳头和炉底板寿命提高一倍以上，获得可观的经济效益。1.1.1丙烷、乙炔的标准参照ISO9162：89“液化石油气规格”，我国制定出工业丙烷、丁烷的制造标准（SH0553-93）。目前，国内外的丙烷、乙炔等绝大多数由天然气制造，在制造过程中天然气脱硫的深度是不太深，一般使总硫含量控制在6mg/m3左右（因丙烷、乙炔有时是民用，国家规定不容许脱硫很深而无

5、臭味）。相比按城市天然气标准，其含硫就比较低。在这种含硫量不同的对比基础上，有些人就片面地得出“实践“结论：丙烷、乙炔等气体就比天然气好”。哪种气源好？资料[3]有论述：结论为天然气最好。比较各种气体的密度（空气1.27、乙炔1.17、甲烷0.72、丙烷1.90）可知，甲烷最易裂解，不易在炉内存在死角[1。2。3。4]，当我们将丙烷、乙炔、甲醇等中的有机硫、无机硫、水份净化很好时，热处理质量必然提高一个档次。同样的设备由于渗速增大，产量也大幅提高，气源的耗量必然下降。1.1.2甲醇的标准国标GB338-92对含硫指标无规定，以天然气为原料生产的优质产品

6、的化工厂如成都宇源化学有限公司（地点在四川邛崃新南桥），其生产流程：天然气脱硫采用加氢分两次加热致380℃，经有机硫转换塔（钴钼催化剂：氧化钴、氧化钼载于活性氧化铝上）→氧化铁氧化锰脱无机硫→氧化锌再次脱无机硫→送于甲醇转换塔制造甲醇，经脱硫后的原料气还很臭（估计含硫6mg/m3左右）。热处理工作者若考虑采用可靠并长期稳定的脱水、脱有机硫和无机硫的净化设备，那么热处理产品质量必然上一个档次，其气源耗量同时下降。1.1.3热处理中使用氨气的问题目前国内氨水绝大数为天然气制备化工原料的下脚，氨气中的水份和有机硫、无机硫（H2S、SO214）等物质对热处理件

7、的质量影响很大，但国标对此却无严格规定。国内很多企业对氨气中的水份和有机硫、无机硫等物质并未引起重视，以造成热处理的产品质量不能满足高档次的要求。建议采用可靠的净化设备，对氨气中的水份和有机硫、无机硫等杂质进行净化处理，并对其净化的深度有一个量的规定，使人们认识到水份、有机硫、无机硫（H2S、SO2）等杂质越少越好，热处理质量大幅度提高。2．天然气渗碳的另一机理CH4-Cad+H2及其优化措施2.1城市民用天然气情况天然气技术要求（SY7514-88）质量指标IIIIIIⅣ总硫mg/m3≦150≦270≦480＞480H2Smg/m3≦6≦20CO2%

8、≦3≦30水份无游离水民用天然气或称城市用天然气为I和II标准。III标准当H2S≤20mg/