真空炉真空系统的故障分析

1.真空热处理

随着科学技术的发展,真空热处理技术的应用已遍及各行各业,越是尖端的领域,对真空热处理技术的要求就越强烈。现在,该技术已成为航空、航天、核能与电子等。行业发展中不可缺少的热处理手段之一。其主要优点是可以使工件在无氧化、无脱碳和小变形条件下完成热处理工序;经此处理后的工件表面光洁、力学性能高、使用寿命长;同时还具有脱气效果好、不污染环境和便于实现自动化操作等优点。

真空热处理技术在工业发达国家采用得较早,而且技术上也比较成熟。为提高产品质量,增强市场竞争力及改变热处理设备陈旧落后的状况,本文对此进行分析研究,使问题获得妥善解决。常见故障有三种,即真空系统泵抽效果不良,真空系统漏气和真空系统放气,分叙如下。

2.真空系统泵抽效果不良

真空系统泵抽效果不良是泵抽系统本身存在的问题, 原因主要有两个:一是前级泵达不到极限真空度,二是扩散泵有故障。

2.1前级泵抽不到极限真空度

当发现前级泵真空度不高时,应按下述步骤逐条进行检查,并加排除。

2.1.1泵温太高

(1)检查控制泵温的恒温器设定值是否符合规定。如果不符, 应重新设定。

(2)泵冷却水流量固水垢或其它污物的堵塞而变小。导致泵韫升高。因为泵油必须具有一定的粘度以保证泵的密封性,粘度过小,密封性能变差。而泵油的粘度随温度升高而下降。致使泵的密封变差,油的饱和蒸气压增大,真空度降低。解决办法是疏通水路,加大冷却水的流量,使泵油的温度不得超过100℃这规定值,一般以0℃左右为宜。

(3)元件装配不当,造成磨损,应重新装配。

2.1.2泵油问题

(1)油位过低 应补充油量到说明书所规定的位置。

(2)泵油老化或披污染。泵油使用寿命一般为2000h。使用时间过长或使用不当而被污染时,泵油将由原来的浅黄色、清洁、透明变成颜色较深的乳浊状。泵油粘度增大会使泵的性能降低,一般规定泵油粘度不得超过0.3Pa·s(在温度为25℃), 否则应予更换。

(3)泵油含有水分 打开气镇阀15~30 mm即可使真空度提高。原因是:当被抽气体中含有蒸气等可凝性气体时,它们进入泵的工作室后将受到压缩,从而凝结成水和其它液体。这些凝结液不但降低了真空度。还会使泵油变质,从而使泵的性能大为降低。为了避免凝结液对泵性能的影响,在泵的压缩排气位置配上一只气镇阔。当泵将气体压缩时,通入一点空气,以便提高工作室内的压强.使混台气体中的可凝性气体在未达到饱和蒸气压时就被排出泵外,从而达到排除水分和其它可凝性气体、不污染泵油和提高真空度之目的。

(4)选用的泵油规格不对

2.1.3 过滤口被堵塞

应将进气口与气镇阀处的滤网拆下并清洗干净, 重新安装。

2.1.4泵本身漏气

(1)检查密封胶圈是否老化失效和发生永久变形等,若发现有问题应予更换。

(2)气镇阀垫圈损坏或未拧紧,应及时更换或拧紧。

(3)排气阕片损坏致使密封不好,应更换排气阔片。

2.1.5泵在运转过程中有异常杂音、噪声、转动困难现象时, 应按下列方法进行处理:

(1)泵温太高。

(2)过滤损坏, 致使金属屑、陶瓷、纤维屑等落入泵内,使其运转发生阻碍。拆泵检查,清除碎屑、更换滤网和被磨损的部件,并将其装配好。

(3)泵油变质,粘度增大应更换泵油。

(4)碱震装置装配不当而产生噪音。应重新装配。

(5)电机故障产生杂音。应修理电机或给电机轴承加润滑油:

2.1.6泵启动困难。造戚泵启动困难的原固主要有以下三种,即:

(1)室内温度太低,致睫油的粘度增大,因而造成泵启动困难。应将泵房室内温度保持在12℃ 以上。

(2) 泵油已变质,使泵油的粘度增大,造成泵启动困难。 应及时更换泵油。

(3)电机电源故障。应检修电源。

2.2 扩散泵有故障

前级泵已达到极限真空度且无漏气现象时,若真空度仍抽不上去.那么就应检查扩散泵。检查可按下列步骤逐项进行。

2.2.1系统真空度达不到极限值

(1)泵油太少或泵油受污染。正常情况下泵油为白色、清洁、透明的液体,如若变色或变混浊则说明泵油已被污染,须拆开泵进行彻底清洗。并更换新油。泵油正常使用应两年更换一次。若泵油未被污染,只是量少了,那么只需添入同规格的泵油至油标位置即可。

(2)泵油加热不足。应检查供电电源和保险丝有无故障,以查明泵加热器是否正常工作。若有故障应及时排除。

(3)泵冷却不足, 致使泵内油蒸气不能完全迅速地凝聚,而已凝聚的油在未流回冷阱前又重新蒸发,有可能返流到真空系统,污染加热室。排除方法应加大冷却水流量。

(4)冷却水流量过大,致使泵壁表面温度降低,增加了油蒸气返流,影响了极限真空。扩散泵在工作时,冷却水出口温度以26C左右为宜(不得超过30C)。

(5)扩散泵内油蒸气导流片装配不当。应检查各级喷口的几何尺寸、位置、间隙是否正常,有无倾斜等。如若有问题,应重新装配。

2.2.2扩散泵不工作

(1)真空系统漏气严重。应检查炉门、电极、热电偶等易出现泄漏的密封部件,找出泄漏的位置并进行排除。

(2)扩散泵加热不充分。扩散泵应提前30分进行预热,使泵油加热到工作温度才能启动工作。

(3)前级泵有故障或前级管路存在泄漏,致使扩散泵前级管路压强过高,扩散泵启动困难。故障排除可参考本文第2.1节。若前级泵无故障而前级管路压强过高,说明前级管路存在泄漏,应查找漏孔的位置给于排除。

3 真空系统漏气

真空系统漏气是造成真空系统真空度抽不上去的主要原围之 。为了确保真空系统保持良好的密封性能,应定期对其进行压升率的检测.一旦压升率大于0.27Pa/h(2× 1 0 mmH8/h)时.就应对真空系统进行检漏。真空设备漏气的位置,通常易发生在其经常活动的地方,如炉门、热电偶、电极以及真空计等部件的密封处。柱漏所采用的方法有喷吹法、氦罩法或二者相结台的方法。实践证明,先用氦罩法粗检,确定漏气的大致位置,然后再用喷吹法仔细寻找确切的漏的位置,比较快捷、准确。找到确切的泄漏位置后,可按下述步骤查找产生泄漏的原因并予排除。

(1)检查腔圈与密封槽是否匹配 如二者不相匹配,则易产生泄漏,应更换规格合适的腔圈。

(2)查看腔圈是否因使用时间太长或过热, 而产生承久性变形或发生微裂。若已产生这些现象,则应及时更换。

(3)检查密封法兰盘和苗形件是否有锈蚀、划伤、变形等,如果有,则应将锈蚀,划痕等研磨掉,或将变形校正过来直至更换新的密封法兰盘和菌形件。

(4)检查密封元件是否装配得当。装配时,应均匀对称拧紧密封法兰的螺栓, 防止其一边松,另一边紧,而使密封效果不好。装配压紧力不宜过大,以免胶圈发生永久性变形。

(5)查看密封元件是否清洁。其表面不得有油污和任何物质纤维或碎末的污染物。若密封元件已被污染,则应进行彻底清洗。

4 真空系统放气

由于真空系统内各部件的表面,尤其是那些分子密度小的部件,如石墨、陶瓷、纤维毡等,都吸附有大量的气体和水份,被吸附的气体和水份在外界条件(如温度、压强)发生变化时,将从这些部件的表面逸出,致使真空系统的真空度降低。在不采取其它任何措施的情况下,要将吸附在真空系统内各部件表面的气体,尤其是水蒸气全部解吸掉是很难的。

为了避免真空炉吸附大量的气体和水份,真空炉在不工作时也应处于真空状态。对于工装夹具及所要处理的零件,在入炉前一定要彻底地清洗、供干,使其表面保持清洁,干燥。另外,真空油淬炉的淬火夹具不允许用普通砂型铸造工艺进行制造。因为用这种方法制造的夹其,尤其是形状复杂的大型夹具,不但组织疏松,而且还有大量的砂眼、气孔、微裂纹等缺陷当其和工件一起淬入油中之后,淬火油将残留其内,使除油变得非常困难。进行抽真空加热后,渗入其内的油将挥发出来 使真空炉内部和零件受到污染.