真空炉压升率

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1、【摘要】真空正压气淬炉是处理航空零件的关键设备。本文对进口真空正压气淬炉在使用过程中所出现的故障进行了分析，提出了维修方案，并对所出现的故障逐一进行了维修，从而确保了进口真空正压气淬炉的正常使用。     H3636-6bar真空正压气淬炉是我院20世纪90年代从国外引进，用于处理航空零件的关键设备。有一段时间，零件在进行真空热处理后，表面颜色发黑，捆绑零件的金属丝产生氧化并发生断裂的问题。经初步分析，并对产生氧化的捆绑零件所用的金属丝进行化学分析，断定产生上述问题的根本原因是由于真空气淬炉自身的真空度

2、与压升率不够而造成的。    目前，国际上对真空热处理炉的真空性能通常采用极限真空度与压升率这两个参数来评价。而所处理的零件的工艺则明确要求，用于处理零件的真空正压气淬炉必须满足如下性能指标的要求：压升率<6.7×10-1Pa/h、极限真空度高于5×10-3Pa。而对该真空正压气淬炉进行的真空性能测试试验结果为：压升率为3.3Pa/h，极限真空度为8×10-2Pa。因此，达不到该真空正压气淬炉处理零件应满足的真空性能指标的要求。    一、炉子的故障分析与判断    首先，根据炉子的极限真空度与压升率的

3、理论计算进行分析与判断。用炉子自身的抽空系统对炉室进行抽真空时，冷炉的极限真空度可用下式进行计算：     式中P———冷炉的极限真空度，Pa;         Se———泵对炉室的有效抽速，L/s;         Q1———炉室的漏气率，Pa·L/s;         Q2———炉室内的表面放气流量，Pa·L/s;         P0———泵的极限真空度，Pa。    当炉子经过长时间抽空后，则炉室表面放气很小，此时Q2可以忽略不计，则(1)式将成为下式：    P=Q1/Se+P0(2)    

4、由公式(2)可以得出如下的结论：    (1)当炉室内没有漏气时，即Q1=0，则P=P0，就是说冷炉的极限真空度等于泵的极限真空度。但是不管炉体密封得如何可靠，炉室总是会有漏气存在的，这是不争的事实。    (2)在漏气率Q1一定的情况下，有效抽速Se越大，则冷炉的极限真空度就越高。由此可见，提高冷炉的极限真空度的有效方法是：减小漏气率Q1和增大泵的有效抽速Se(此值是本设备自身的固定的指标，只会逐渐降低)。    (3)当炉室内的漏气率Q1比较大，而泵的有效抽速Se又足够大，由(2)式可见，仍然可以得

5、到较高的冷炉极限真空度，但是真空正压气淬炉会出现过膛风的问题，从而使被处理的工件表面氧化，亮度降低，致使所生产的产品不合格。因此，漏气率是评价真空正压气淬炉是否漏气的重要性能指标之一。    综合以上理论计算的分析，漏气率是判定H3636真空正压气淬炉是否漏气的关键参数。如何保证H3636真空正压气淬炉漏气率满足要求，则是制定维修方案的关键环节。    在真空设备维修中，通常采用静态升压法可以计算出该真空设备的漏气率(压升率)，从而用来判断该真空设备是否存在漏气。    静态升压法：就是将被检容器抽真空

6、到一定压强后，关闭真空阀门，将被检容器与真空泵隔离开；用真空计测量出一定时间间隔(t)内压强(P)的变化值(ΔP)来，最终计算出该容器的漏气率(压升率)。而用真空计每隔一定时间测量一次容器的压强，就可以绘出通常情况下压强与时间的曲线，利用几条不同的曲线(如图1所示)，就可以判断真空设备到底属于以下哪种情况：漏气、放气、或是两者的组合形式。    直线a：是一条平行与时间坐标轴的直线，压强不随时间变化而变化，说明容器既不漏气，也不放气。    曲线b：压强开始上升的较快，而后上升速度渐渐变慢而趋于平衡，这

7、说明容器中只有放气而没有漏气。    斜线c：是一条具有一定斜率的直线，说明只有漏气曲线d：开始时压强上升较快，而后逐渐减慢，说明容器内既有放气又有漏气。    曲线d：开始时压强上升较快,而后逐渐减慢,说明容器内既有放气又有漏气。     首先，开启H3636真空正压气淬炉自身的真空抽气系统对该炉子进行抽真空后，关闭主阀和前级泵，测试炉体内压强的变化，绘制出实际压强-时间曲线(如图1所示)。通过将实际压强-时间曲线与理论压强-时间曲线进行对比分析后，可以得出H3636真空正压气淬炉既有漏气问题又有放气

8、问题。    其次，根据H3636真空正压气淬炉的维修经验进行分析与判断。影响H3636真空正压气淬炉漏气率的因素有：    (1)外部空气漏入H3636真空正压气淬炉的炉室中，使漏气率升高。    (2)H3636真空正压气淬炉的炉室内部表面放气，使漏气率升高。    (3)H3636真空正压气淬炉的炉室夹层(包括炉门夹层)及气体冷却系统的水管漏水，使漏气率升高。    (4)真空阀门及充气组阀内部不严漏气，使漏气率升高。   通过公式(