使用测温环测试炉温均匀性

任海洋　张建龙　谢华明　李　俊 / 江南造船（集团）有限责任公司



使用测温环测试炉温均匀性

任海洋张建龙谢华明李俊 / 江南造船（集团）有限责任公司

0　引言

对箱式电阻炉、固化炉等热处理设备进行温度均匀性测试，一般采用热电偶作为测温元件。但部分设备没有预留测温通道，炉体内测温热电偶的热电势信号无法采集，无法使用通用的测试方法。本文尝试采用测温环作为测温元件进行炉温测试，作为一种应急备选方案。

1　试验原理

测温采用的测温环是一种高精度的陶瓷温度指示器，广泛应用于窑炉的测温。测温环的工作原理是，根据测温环在工作温度范围吸收热量时即产生线性收缩，从而给出实际累积热量，对照换算表得出测试温度。

2　测试设备

被测试设备：上海辰荣电炉有限公司生产、型号为SSF500/800的中型固化炉，测试温度：1 100 ℃；

测温环：品牌和型号：FERRO PTCR-LTH；测温范围(℃): 970～1250；颜色：红色，尺寸(mm): ±20×10×7。

测试仪器：瑞士TRIMOS公司、型号为LABC 1000P的测长机。

3　测试方法

装载试验：满载试验。

3.1固化炉测试点数量及位置

炉膛尺寸为Ф500 mm×900 mm，有效工作区离炉膛底部200 mm，测试点数量及布点位置见图1，其中测温环1和5为正西向。

3.2测试步骤

1）将测温环放置于石墨载料台上；

2）盖上炉盖，抽取真空至20 Pa以下，固定炉盖；

3）充入氩气至微正压（约3 kPa）；

4）设定升温程序

5）启动加热，程序控温至目标温度；

6）待温度降至100 ℃以下时开启炉盖，取出测温环；

7）测量测温环外径，每隔45度测量一次，共测量四次，取四次平均值作为测温环外径尺寸；

8）根据本批次温度对照表，用内插法计算出温度的整数值。

图1　固化炉测试点数量及位置

4　结果与分析

测试结果见表1。

本次试验，展示了使用测温环进行炉温测试的整个流程。测温环体积小，使用灵活，可方便测试三维空间的任意位置。在无法使用热电偶测温和红外测温的情况下，使用测温环测温是一个可实施方案。

表1　测试结果

但测温环是在最高温度随保温时间延长而继续收缩的，只能反映测试位置的累积热效应，即辐射热、传导热和时间的综合效应。在一定程度上可以反映出炉温均匀性，却无法反映出炉温的波动性。作为一种无机非陶瓷的素坯体，加热速率、保温时间、冷却方式、烧结压力都会对测温环与温度间的对应关系造成影响。一般情况下，测温环的尺寸－温度对照表是以1 h的保温时间作基准，并由厂家提供保温时间－尺寸收缩百分比对照表作为参考。但厂家没有提供详细操作规程，加热速率、烧结压力等技术指标无法进一步量化，达不到准确测温的规范操作，因而不适合真正意义上的量值传递。

5　结语

测温环在工作温度范围内出厂技术指标在±（1.5 ～3）℃之间，虽然无法使用在量值传递中，但是应用在炉温的监控和比较上是一种不错的选择。

参考文献

[1] 全国热处理标准化技术委员会(SAC/TC75).GB/T 9452-2012热处理炉有效加热区测定方法[S].北京：中国标准出版社，2012.

[2] 崔顺,张军良,张小明,等. 在真空退火炉中使用测温环校温[J].设备管理与维修，2012(9)：36-37.