氧探頭問題分析

1、.氧探頭分析報(bào)告1、氧探頭工作原理簡介：氧化鋯探頭或稱氧傳感器,氧電池是利用氧化鋯在高溫時(shí)(大于650C度時(shí)) 內(nèi)外兩側(cè)不同的氧濃度所產(chǎn)生的氧電勢來測量被測部位的氧含量。當(dāng)氧化鋯部的溫度外部溫度達(dá)到650以上后.內(nèi)外兩側(cè)的不同的氧濃度會(huì)在氧化鋯的表面產(chǎn)生相應(yīng)的電動(dòng)勢。通過相應(yīng)的引出導(dǎo)線可測到該電勢,并通過相應(yīng)的熱電偶可測到該部的溫度值。當(dāng)知道氧化鋯管里部和外部兩邊的氧濃度時(shí),可按氧化鋯電勢計(jì)算公式計(jì)算出相應(yīng)的氧電勢。2、氧探頭基本結(jié)構(gòu)：我們采用的是馬拉松CARBONSEER氧探頭，此為工業(yè)領(lǐng)域最受歡迎的主力型探頭，合金保護(hù)管保證了其用途廣泛且堅(jiān)固耐用，被接受為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，圖片見下圖：3、該氧探頭

2、特點(diǎn)如下：a. 可提供多種插入尺寸，最大可達(dá)47”（1200mm）b. “完美翻新”服務(wù)包括更換新的基材（感應(yīng)元件）和新的熱電偶，并提供基于此的12個(gè)月的質(zhì)保，可被多次翻新。c. 真正的RA330合金護(hù)套，此合金為高鎳合金。d. 可內(nèi)嵌熱電偶提供“K”，”R”和”S”型以備選擇。e. 快速的探頭燒碳功能（90秒）以及快速的恢復(fù)時(shí)間。f. 探頭可斷開電路連接以完成簡單的更換工作。g. 應(yīng)變消除鎖扣設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)終端直插配線。4、質(zhì)保情況：5、 2012年氧探頭損壞和返修情況：馬拉松氧探頭年度規(guī)格型號(hào)采購數(shù)量（支）損壞數(shù)量（支）不合格率2012L=800S,無偶6757.5%L=800S，有偶100.

3、0%L=1000,22,無偶90.0%2012年總共有13支氧探頭因出現(xiàn)問題而返回，出質(zhì)保期的10支，3支在質(zhì)保期內(nèi)。損壞報(bào)廢和返修情況：5支報(bào)廢，8支返修。通過和采購詢問，2012年購買氧探頭86支，總報(bào)廢率為5.8%。對(duì)于成熟產(chǎn)品而言，故障率應(yīng)在5%以內(nèi)較為合理，此種情況說明損壞較嚴(yán)重。通過與供應(yīng)商和采購員溝通，沒有2012年氧探頭質(zhì)量損失明細(xì)，只有一個(gè)總的大約的數(shù)據(jù)，從2011年到2012年底損失約為6萬多元。損壞情況和原因的初步分析：根據(jù)現(xiàn)場反饋的情況，氧探頭損壞的主要現(xiàn)象有護(hù)管腐蝕、護(hù)管腐蝕且鋯頭損壞、積碳、鋯頭歪斜、無標(biāo)識(shí)這幾方面。針對(duì)這幾方面作如下分析，首先是護(hù)管腐蝕問題（如下圖

4、）。 通過和供應(yīng)商溝通，據(jù)稱在冷熱交替部位多容易出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，原因是由于氣密性不好造成的。對(duì)于其他部位的腐蝕，供應(yīng)商沒有給出解釋。關(guān)于腐蝕的機(jī)理，負(fù)責(zé)售后的人員不清楚，他已經(jīng)將此事反映給其技術(shù)人員，至今沒有回復(fù)，需要繼續(xù)追蹤。 積碳問題：積碳現(xiàn)象在使用過程中無法絕對(duì)避免，若出現(xiàn)時(shí)可以采用定期自動(dòng)空氣吹掃和手動(dòng)空氣吹掃的辦法解決。一般情況下積碳是一個(gè)漸進(jìn)的過程，不會(huì)出現(xiàn)急劇積碳，急劇積碳與氧探頭本身無關(guān)，與爐子的氣氛和氧探頭使用情況有關(guān)。若使用方法得當(dāng)，不會(huì)出現(xiàn)明顯急劇的積碳現(xiàn)象，此問題需要結(jié)合爐子氣氛和具體使用情況，具體問題具體分析。鋯頭歪斜:可能會(huì)出現(xiàn)在運(yùn)輸過程中也可能出現(xiàn)在安裝過程中。主要

5、原因是機(jī)械振動(dòng)和磕碰。這就要求我們?cè)诎惭b之前要仔細(xì)檢查一下是否有鋯頭歪斜的情況，若有，及時(shí)反饋解決。同時(shí)在安裝過程中要小心，避免磕碰。 無標(biāo)識(shí)：此問題屬于運(yùn)輸或者使用管理問題，需要在氧探頭的使用過程 中加強(qiáng)管理解決。 通過了解，每個(gè)人對(duì)氧探頭使用的方法不盡相同。有些細(xì)節(jié)方面不合理，可能會(huì)對(duì)氧探頭的使用造成隱患。故建議針對(duì)氧探頭的正確使用問題組織有關(guān)技術(shù)人員編寫氧探頭安裝使用和維護(hù)操作規(guī)范。然后組織技術(shù)討論評(píng)審，定稿后下發(fā)到相關(guān)人員手中，遵照?qǐng)?zhí)行。在使用新的氧探頭前幾天應(yīng)對(duì)氧探頭的完好性進(jìn)行檢測。具體辦法是：氧探頭氧化鋯探頭損壞的判定：關(guān)閉參比氣流量后觀察氧探頭毫伏值變化，正常情況下，氧探頭毫伏

6、值下降不超過5mv。如果在關(guān)閉或打開參比氣時(shí)，氧探頭毫伏值變化很快，基本上可以斷定氧化鋯探頭已經(jīng)損壞。若在質(zhì)保期內(nèi)發(fā)現(xiàn)氧化鋯探頭損壞，可及時(shí)聯(lián)系供應(yīng)商更換，避免大的質(zhì)量損失。若在氧探頭固定后且使用一段時(shí)間（暫定1個(gè)月）后情況正常，則可以有較大把握的認(rèn)為該氧探頭可以正常使用。6、附錄：氧探頭在可控氣氛加熱爐中使用的要點(diǎn)及常見故障的處理1在可控氣氛加熱爐中氧探頭的使用要點(diǎn)（1）氧探頭屬于一種高精度、高靈敏感的傳感儀器，其核心元件氧化鋯頭是球狀或管狀結(jié)構(gòu)陶瓷件，很容易受沖擊破碎。在新的氧探頭使用之前，應(yīng)仔細(xì)檢查氧探頭是否受過碰撞，氧探頭是否有彎曲，氧探頭外管有無裂紋，探頭部位氧化鋯是否有裂紋或破裂、

7、或有陶瓷狀碎片；輕輕搖動(dòng)氧探頭，聽聽氧探頭內(nèi)部是否有響聲。如有響聲，可能是氧探頭的氧化鋯頭已經(jīng)破裂。（2）氧探頭在安裝時(shí)要注意安裝位置須插入爐膛50100mm，安裝在爐氣較穩(wěn)定的區(qū)域內(nèi)。不要靠近各種滲劑的滴注口、風(fēng)扇附近；不要安裝在爐內(nèi)口、角落、振動(dòng)大的的部位。如安裝在井式爐爐蓋等處時(shí)，應(yīng)在氧探頭前端加保護(hù)套并注意氣氛流通良好。（3）注意氧探頭安裝座與爐殼保持良好的密封性，不要漏氣。氧探頭聯(lián)線使用屏蔽信號(hào)線，屏蔽不要接地，注意接線的正負(fù)極，最好屏蔽信號(hào)線單獨(dú)走線，防止信號(hào)干擾。（4）氧探頭最好在室溫裝入爐內(nèi)，隨爐升溫到使用溫度，避免急冷、急熱。安裝時(shí)注意輕拿輕放。如遇特殊情況，在高溫狀態(tài)下需要

8、拔出或插入氧探頭時(shí)，拔出或插入速度控制在20mm/2min以內(nèi)，并且在氧探頭拔出加熱爐時(shí)，應(yīng)停供可燃?xì)夥眨档蜖t壓，以避免高溫氧探頭拔出引燃?xì)夥毡换鹈鐮C傷。（5）初次使用氧探頭，需對(duì)新爐進(jìn)行預(yù)滲碳24h以上，建議不要在新爐剛開始預(yù)滲碳時(shí)就安裝氧探頭。因?yàn)樵陬A(yù)滲碳時(shí)，爐中可能還存在較多水分等雜質(zhì)，氣氛不穩(wěn)定，會(huì)對(duì)氧探頭的使用造成不良影響。（6）氧探頭上的參比氣管、燒炭空氣管安裝位置要正確，不能接反。確認(rèn)參比氣管、燒炭氣管接頭、電磁閥、流量計(jì)等密封良好，不漏氣。氧探頭使用的參比氣、燒炭空氣應(yīng)保證純潔無雜質(zhì)，盡可能選用微量空氣泵，在微量空氣泵出氣端加空氣過濾裝置。（7）正確設(shè)定氧探頭的參比氣、燒炭空

9、氣流量、燒炭時(shí)間、燒炭周期、燒炭時(shí)碳勢保持時(shí)間等參數(shù)。（8）根據(jù)氣氛種類選擇適當(dāng)?shù)腃O比率（如標(biāo)準(zhǔn)的氮甲醇?xì)夥誄O比率為20，滴注式氣氛CO比率為33.3），不同廠家的氧探頭對(duì)應(yīng)有不同的CO比率、碳勢、氧探頭毫伏值以及相應(yīng)的對(duì)照表。通過多次定碳，修正爐氣實(shí)際碳勢。在修正爐氣實(shí)際碳勢時(shí)，注意不要簡單根據(jù)測量結(jié)果，直接偏移氧探頭毫伏值或改變CO比率等修正。尤其是新滲碳設(shè)備，爐膛氣氛滲入耐火材料，達(dá)到飽和狀態(tài)有個(gè)過程，實(shí)際控制碳勢會(huì)略低于設(shè)定值。一般滲碳設(shè)備需連續(xù)運(yùn)行15天以上，耐火材料方達(dá)到氣氛飽和狀態(tài)。建議在氣氛達(dá)到飽和狀態(tài)后，再做碳勢的修正。（9）氧探頭有效測量范圍，應(yīng)選擇在氣氛溫度750以上

10、，在許多碳控儀中有測量起始溫度的選擇。起始溫度過低，對(duì)碳勢的控制已經(jīng)失去實(shí)際意義。（10）注意氧探頭燒炭時(shí)的燒炭時(shí)間和碳勢的變化情況，一般在正常運(yùn)行工藝中可設(shè)置固定周期燒炭，時(shí)間在38h。也可以選擇在工藝結(jié)束后，每次自動(dòng)燒炭；觀察燒炭時(shí)的碳勢是否下降很快。如果自動(dòng)燒炭時(shí)，碳勢下降很慢，可能是氧探頭上積炭較多，可增加一到兩次手動(dòng)燒炭。（11）定期用定碳片檢查校正爐內(nèi)碳勢，正常情況下每周進(jìn)行一次。一般氧探頭在使用一段時(shí)間后，所測量的毫伏值會(huì)衰減，可按定碳片檢查結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)償。正常使用三個(gè)月左右，在820以上，檢查阻抗值，通常在0.150k。2氧探頭常見故障及處理（1） 在可控氣氛加熱爐中，要首先確認(rèn)

11、設(shè)備本身是否存在影響碳勢控制的因素。要檢查、排除了其他因素后，再來確認(rèn)氧探頭是否存在故障。（2）氧探頭測量的毫伏值偏高。觀察碳勢記錄曲線是否正常，正常的碳勢記錄曲線是鋸齒狀波動(dòng)曲線，在碳勢達(dá)到設(shè)定控制要求穩(wěn)定受控時(shí)，富化氣通入量基本穩(wěn)定?？赡苁侵芷跓繒r(shí)，空氣通入量不足，氧探頭積炭較多，影響碳勢的測量。處理方法是手動(dòng)燒炭一次，時(shí)間控制在1min之內(nèi)，使碳勢下降。若未降到0.01以下，可再手動(dòng)燒炭一次。但切忌反復(fù)多次燒炭，因?yàn)檫^多的手動(dòng)燒炭會(huì)縮短氧探頭的使用壽命，甚至?xí)苯訜龎难跆筋^。（3）氧探頭測量的毫伏值偏低或不變。A先檢查可控氣氛加熱爐是否漏氣，包括各種密封門、接頭是否密封良好；B通向爐內(nèi)的管路、閥門等是否通暢；C各種氣體的流量是否正常；D爐內(nèi)壓力是否在正常范圍、是否穩(wěn)定；E觀察廢氣排放火焰是否穩(wěn)定、顏色是否正常等；F循環(huán)水是否泄漏到爐膛中；G氣氛中是否有氧化性氣氛進(jìn)入；H富化氣、載氣中水等氧化性雜質(zhì)含量是否超標(biāo)，工藝氮?dú)?、氨氣等的純度是否符合要求；I氧探頭的安裝位置是否正確；J檢查氧探頭的阻抗，在820以上，檢查阻抗值，通常在0.150 k;K電極短路檢查，氧探頭被短路15S，測量恢復(fù)到原來的毫伏值