GBT 30824-2014 燃?xì)鉄崽幚頎t溫度均勻性測試方法

燃?xì)鉄崽幚頎t溫度均勻性測試方法Testingmethodfortemperatureuniformityofgasheattreatmentfurnace中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局GB/T30824—2014前言 I 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語和定義 4燃?xì)鉄崽幚頎t的分類 25實施條件和測試周期 26測試裝置 37測試方法 58有效加熱區(qū)溫度均勻性的評定 109測試記錄和測試報告 10 11附錄A(資料性附錄)燃?xì)鉄崽幚頎t有效加熱區(qū)溫度均勻性測試記錄表 12附錄B(資料性附錄)有效加熱區(qū)溫度均勻性測試合格證 14參考文獻(xiàn) 15I本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本標(biāo)準(zhǔn)由全國熱處理標(biāo)準(zhǔn)化委員會(SAC/TC75)提出并歸口。本標(biāo)準(zhǔn)主要起草單位：內(nèi)蒙古第一機(jī)械集團(tuán)有限公司計量檢測中心、北京機(jī)電研究所、江蘇豐東熱技術(shù)股份有限公司。本標(biāo)準(zhǔn)參加起草單位：常州科恒爐業(yè)有限公司、西安福萊特?zé)崽幚碛邢薰尽?燃?xì)鉄崽幚頎t溫度均勻性測試方法本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了燃?xì)鉄崽幚頎t有效加熱區(qū)溫度均勻性測試的實施條件和測試周期、測試裝置、測試方法、有效加熱區(qū)溫度均勻性的評定等。本標(biāo)準(zhǔn)適用于在爐膛內(nèi)直接燃燒氣體加熱的燃?xì)鉄崽幚頎t，包括周期式(間歇式)、連續(xù)式的熱處2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T1598鉑銠10-鉑熱電偶絲、鉑銠13-鉑熱電偶絲、鉑銠30-鉑銠6熱電偶絲GB/T2614鎳鉻-鎳硅熱電偶GB/T4989熱電偶用補(bǔ)償導(dǎo)線GB/T4990熱電偶用補(bǔ)償導(dǎo)線合金絲GB/T7232金屬熱處理工藝術(shù)語GB/T9452熱處理爐有效加熱區(qū)測定方法GB/T13324熱處理設(shè)備術(shù)語GB/T17615鎳鉻硅-鎳硅鎂熱電偶絲GB/T18404鎧裝熱電偶電纜及鎧裝熱電偶3術(shù)語和定義GB/T9452、GB/T7232、GB/T13324界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1控溫系統(tǒng)誤差temperaturecontrolsystemerror由溫度傳感器、補(bǔ)償導(dǎo)線、顯示調(diào)節(jié)儀表等組成的溫度控制系統(tǒng)對溫度測量結(jié)果產(chǎn)生的偏移。其值為溫度傳感器、補(bǔ)償導(dǎo)線、顯示調(diào)節(jié)儀表等各組成部分誤差的代數(shù)和。最大允許誤差maximumpermiterror技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的測量器具、測量系統(tǒng)的允許誤差極限值。修正值correction誤差的相反數(shù)。未修正的測量結(jié)果與修正值用代數(shù)方法相加，得到真實測量結(jié)果，以補(bǔ)償系統(tǒng)誤差初始測試initialtest燃?xì)鉄崽幚頎t投入使用前首次對有效加熱區(qū)溫度均勻性進(jìn)行的測試。2GB/T30824—2014使用中的燃?xì)鉄崽幚頎t按一定的時間間隔對有效加熱區(qū)溫度均勻性進(jìn)行的測試。模擬裝載測試simulationloadtest在裝入代用品或廢品的情況下對燃?xì)鉄崽幚頎t有效加熱區(qū)溫度均勻性的測試。實際生產(chǎn)裝載測試actualproductionloadtest在裝入產(chǎn)品的情況下對燃?xì)鉄崽幚頎t有效加熱區(qū)溫度均勻性的測試。4燃?xì)鉄崽幚頎t的分類燃?xì)鉄崽幚頎t按有效加熱區(qū)溫度均勻性大小分為五類，每類熱處理爐的溫度均勻性、控溫儀表準(zhǔn)確度等級、控溫系統(tǒng)允許誤差要求見表1。表1燃?xì)鉄崽幚頎t按溫度均勻性分類及技術(shù)要求℃℃ⅢVI*有效加熱區(qū)體積不超過10m3可達(dá)到ⅢA類。5實施條件和測試周期確定燃?xì)鉄崽幚頎t有效加熱區(qū)溫度均勻性是否符合熱處理工藝文件的規(guī)定，應(yīng)按下列任何一種方a)初始測試：1)新制造的燃?xì)鉄崽幚頎t首次應(yīng)用于生產(chǎn)；2)大修或技術(shù)改造后的燃?xì)鉄崽幚頎t；3)生產(chǎn)對象或工藝變更，對溫度均勻性要求提高或使用溫度變更；4)擴(kuò)大工作溫度范圍；5)有效加熱區(qū)位置變更或體積擴(kuò)大；6)控溫溫度傳感器位置或插入深度變更；7)耐火材料型號或厚度改變；10)燃燒壓力設(shè)定改變；311)溫度控制方式或溫度控制參數(shù)改變；12)墊鐵的尺寸、形狀、位置改變。b)周期測試：使用中的燃?xì)鉄崽幚頎t，應(yīng)按規(guī)定的時間間隔(測試周期)進(jìn)行有效加熱區(qū)溫度均勻性的測試。5.2測試周期5.2.1燃?xì)鉄崽幚頎t溫度均勻性測試周期和控溫儀表的檢定周期見表2。5.2.2利用率較低的燃?xì)鉄崽幚頎t，其測試周期可適當(dāng)延長，最長不超過12個月。建議控溫儀表、控溫?zé)犭娕嫉臋z定周期與燃?xì)鉄崽幚頎t溫度均勻性的測試周期同步。表2溫度均勻性測試周期和控溫儀表檢定周期單位為月666Ⅲ666666V666測試裝置6.1組成和連接方式測試裝置由熱電偶、補(bǔ)償導(dǎo)線、測試儀表(或計算機(jī))、轉(zhuǎn)換開關(guān)及測溫架等組成。測試裝置接線圖見O一熱電偶測試儀表測試儀表測試儀表熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線轉(zhuǎn)換開關(guān)x圖1測試裝置接線圖46.2熱電偶測試用熱電偶應(yīng)符合GB/T1598、GB/T2614、GB/T17615、GB/T18404要求進(jìn)行檢定或校準(zhǔn)，給出各個溫度點的修正值。測試熱電偶按表3選用。的要求，并按計量器具的表3燃?xì)鉄崽幚頎t溫度均勻性測試推薦使用熱電偶℃℃檢定周期”月鎳鉻-鎳硅(鋁)KI6ⅡNI6Ⅱ鎳鉻-銅鎳(康銅)EI6Ⅱ鉑銠10-鉑SIⅡ6鉑銠13-鉑RIⅡ6bK、N、E等分度號的廉金屬熱電偶，測試溫度在600℃以下時，測試次數(shù)不超過20次應(yīng)進(jìn)溫度在600℃以上時，測試次數(shù)不超過10次應(yīng)進(jìn)行檢定或校準(zhǔn)；最長不超過6個月連接補(bǔ)償導(dǎo)線時，補(bǔ)償導(dǎo)線應(yīng)符合GB/T4989、GB/T4990試用補(bǔ)償導(dǎo)線檢定周期不超過1年。標(biāo)準(zhǔn)要求。并經(jīng)檢定，按表4選用。測5表4溫度均勻性測試推薦使用的補(bǔ)償導(dǎo)線單位為攝氏度K土11N土1.1ESR測試儀表的精度等級應(yīng)不低于熱處理爐控溫儀表的精度等級，可以使用爐溫跟蹤儀、多功能過程信號校驗儀、多通道溫度檢測記錄儀等。測試儀表應(yīng)按計量器具的要求進(jìn)行檢定，給出各個溫度點的修用于各個通道間的信號切換，應(yīng)定期進(jìn)行寄生電勢的測試，測試周期應(yīng)不超過1年。配接K、N、E等分度號的廉金屬熱電偶轉(zhuǎn)換開關(guān)，其寄生電勢應(yīng)不超過4μV,配接S、R等分度號的貴金屬熱電偶的轉(zhuǎn)換開關(guān)，其寄生電勢應(yīng)不超過1μV。用于固定熱電偶的支架或料框，其大小和形狀隨測試方法而定。此種材料應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，測試后應(yīng)無明顯變形。7測試方法7.1測試要求7.1.1燃?xì)鉄崽幚頎t應(yīng)實現(xiàn)溫度自動控制，測試合格的狀態(tài)應(yīng)能復(fù)現(xiàn)到生產(chǎn)過程中。7.1.2補(bǔ)償導(dǎo)線、轉(zhuǎn)換開關(guān)、顯示儀表連接部分的環(huán)境溫度應(yīng)進(jìn)行控制，測試過程溫度變化應(yīng)不超過7.1.3初始測試應(yīng)先進(jìn)行空載測試，測試合格后再進(jìn)行裝載測試。裝載測試時裝載量采用爐子的額定裝載量，或最低限度不少于額定裝載量的70%。7.1.4周期測試采用空載或裝載測試兩種方式均可，當(dāng)空載測試不合格時，可進(jìn)行裝載測試，測試結(jié)果以裝載測試為準(zhǔn)。裝載測試時，裝載量應(yīng)與實際生產(chǎn)一致。7.1.5空載測試時，分布在燒嘴、煙道附近的測試熱電偶測量端應(yīng)加保護(hù)套。分布在其他位置的測試熱電偶測量端也建議加保護(hù)套，以減小溫度波動對測試結(jié)果的影響。保護(hù)套的材料與熱處理產(chǎn)品的材料相適應(yīng)，長度約為孔徑的10倍，壁厚應(yīng)不大于最薄工件的厚度。裝載測試時，測試熱電偶測量端應(yīng)盡可能與工件接近。7.1.6燃?xì)鉄崽幚頎t應(yīng)以工藝規(guī)定的升溫速度升溫，爐溫不得升到高于測試溫度后再降到測試溫度。7.1.7測試過程中，爐子所有參數(shù)應(yīng)反映設(shè)備正常生產(chǎn)操作過程。7.1.8排布在有效加熱區(qū)角、端面的熱電偶不允許失效，兩支臨近的熱電偶不允許同時失效，測試熱電偶最大允許失效數(shù)量見表5。6表5測試熱電偶最大允許失效數(shù)量單位為支使用數(shù)量允許失效數(shù)量01324～3957.2測試溫度確定選擇工作溫度范圍的最低和最高溫度點，如果工作溫度范圍超過330℃,應(yīng)增加溫度測試點，使測試的溫度間隔不大于330℃。測試溫度按實際使用溫度點確定；當(dāng)有兩個及以上實際使用溫度點時，測試溫度與實際使用溫度范圍的最高、最低溫度間隔應(yīng)不超過330℃;如果工作溫度范圍超過330℃,應(yīng)增加溫度測試點。7.3測試點的數(shù)量和位置的確定7.3.1測試方法及適用對象7.3.1.1測試方法按測試過程熱電偶的狀態(tài)分為固定測試點法和移動測試點法。在測試過程中熱電偶位置固定不變的稱為固定測試點法，也稱體積法；在測試過程中熱電偶隨著熱處理爐傳送機(jī)構(gòu)穿越整個有效加熱區(qū)的測試方法稱為移動測試點法，移動測試點法又分為單元體積法和截面法。7.3.1.2體積法適用于周期式(箱式、井式)燃?xì)鉄崽幚頎t以及用移動測試點法難以實施的連續(xù)式熱處理爐；單元體積法適用于用托盤、料框等送料的連續(xù)式熱處理爐；截面法適用于不用托盤、料框等裝料，工件直接由傳動機(jī)構(gòu)輸送的連續(xù)式熱處理爐。7.3.2體積法測試點數(shù)量和位置的確定7.3.2.2周期箱式爐測試點數(shù)量和位置按表7確定，有效加熱區(qū)體積超出表7以外的，按表6規(guī)定增加測試點，并在長度、寬度、高度方向均勻布置。7.3.2.3周期式井式爐測試點數(shù)量和位置按表8確定，有效加熱區(qū)體積超出表8以外的，按表6規(guī)定增加測試點，并在高度、圓周方向均勻布置。表6體積法(固定測試點法)測試點的數(shù)量支59有效加熱區(qū)體積小于8m3時，測試熱電偶的數(shù)量按本表確定；有效加熱區(qū)體積不小于8m3時，測試熱電偶的數(shù)量用公式：9+1/4×[35.3×(有效加熱區(qū)體積—8)]?計算，也可根據(jù)表中的7表7周期箱式熱處理爐測試點數(shù)量和位置示意圖測試點位置和數(shù)量示意圖2裝料口1b413裝料口b127856表8周期井式熱處理爐測試點數(shù)量和位置示意圖有效加熱區(qū)體積m3測試點位置和數(shù)量示意圖d2134524d53120°96進(jìn)料方向218進(jìn)料方向217.3.3單元體積法測試點數(shù)量和位置的確定一個單元體積即托盤、料框等按額定裝載量裝載后的體積。單元體積法測試點數(shù)量和位置根據(jù)單元體積的尺寸確定，測試點的分布應(yīng)能反映單元體積內(nèi)的溫度分布狀況。確定方法如下：a)托盤、料框?qū)挾刃∮?.5m、長度小于1.0m時，若有效加熱區(qū)高度小于0.5m,應(yīng)布置3支測試熱電偶。在沿送料方向的前后兩端面的對角布置2支，在單元體積的幾何中心布置1支；若有效加熱區(qū)高度不小于0.5m、小于1.0m,應(yīng)布置5支測試熱電偶；在沿送料方向的前后兩端面對角各布置兩支，在單元體積的幾何中心布置1支。若有效加熱區(qū)高度不小于1.0m,應(yīng)布置9支測試熱電偶。在前后兩端面的4角各布置1支，在單元體積的幾何中心布置1支。b)托盤、料框?qū)挾炔恍∮?.5m、長度不小于1.0m時，若有效加熱區(qū)高度小于0.5m,應(yīng)布置5支測試熱電偶。在沿送料方向的前后兩端面的對角分別布置2支，在單元體積的幾何中心布置1支；若有效加熱區(qū)高度不小于0.5m、小于1.0m,應(yīng)布置9支測試熱電偶。在前后兩端面的四角各布置1支，在單元體積的幾何中心布置1支；若有效加熱區(qū)高度不小于1.0m,應(yīng)布置11支測試熱電偶。在前后兩端面的4角各布置1支，在前后兩端面的中心布置1支，在單元體積的幾何中心布置1支。c)單元體積法熱電偶數(shù)量和位置示意圖見表9。表9連續(xù)式熱處理爐單元體積法測試點數(shù)量和位置示意圖單位為米料筐寬b料筐長Lh<0.50.5～<1.0<1.5<1.0LLb進(jìn)料方向5b進(jìn)料方向L34b256進(jìn)料方應(yīng)89^b25進(jìn)料方向4木b5進(jìn)料方向測試熱電偶定位于垂直傳送方向的截面上，測試熱電偶的數(shù)量和位置應(yīng)能反映截面溫度分布狀況，確定方法如下：a)有效加熱區(qū)高度不大于0.3m、寬度不大于2.4m,布置3支測試熱電偶。在橫截面的對角布置2支，在橫截面的幾何中心布置1支；寬度超過2.4m時每增加0.6m,增加1支測試熱進(jìn)料方向b9進(jìn)料方向bGB/T30824—2014b)有效加熱區(qū)高度大于0.3m,或截面積不大于0.75m2,至少需要5支測試熱電偶；截面積大于0.75m2、不超過1.5m2,至少需要7支測試熱電偶；截面積大于1.5m2,至少需要9支測試熱電偶。c)新增測試熱電偶在測溫截面上均勻排布。d)截面法熱電偶數(shù)量和位置示意圖見表10。表10連續(xù)式熱處理爐截面法測試點數(shù)量和位置示意圖單位為米有效加熱區(qū)高h(yuǎn)<0.3LL二2b進(jìn)料方向注：L——假定有效加熱區(qū)長度；b——假定有效加熱區(qū)寬度。7.4測試順序及方法7.4.1檢查測試系統(tǒng)的測試儀表、測試熱電偶、補(bǔ)償導(dǎo)線、轉(zhuǎn)換開關(guān)等，應(yīng)在檢定有效期內(nèi)。7.4.2核查控溫系統(tǒng)的誤差(包括熱電偶、補(bǔ)償導(dǎo)線、溫度控制顯示部分)。系統(tǒng)誤差計算見式(1),控溫系統(tǒng)誤差應(yīng)符合表1的要求。如控溫系統(tǒng)誤差不符合表1要求，對控溫系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整。7.4.3按測試方法將測試熱電偶可靠固定或綁扎在測溫架或工件等選定的位置上，需要時加保護(hù)套。7.4.4將熱電偶的參考端引出爐外，按圖1與測試儀表連接，熱電偶參考端引出位置應(yīng)不影響測試精度。使用爐溫跟蹤儀時，熱電偶直接與記錄器連接。7.4.5燃?xì)鉄崽幚頎t以工藝規(guī)定升溫速度升溫，當(dāng)控溫系統(tǒng)的溫度達(dá)到設(shè)定溫度，對空載測試，當(dāng)各點數(shù)據(jù)變化趨于穩(wěn)定時，按表11規(guī)定的時間間隔和次數(shù)開始記錄各測試點溫度；對裝載測試，當(dāng)控溫系統(tǒng)的溫度達(dá)到設(shè)定溫度時，按表11要求記錄各測試點的溫度，總測試時間應(yīng)不超過工藝規(guī)定的保溫時間。7.4.6所有的檢測數(shù)據(jù)如實記入附錄A。表11測量間隔和測量次數(shù)單位為分鐘工藝保溫時間5～105～107.5數(shù)據(jù)處理7.5.1控溫系統(tǒng)誤差計算公式見式(1)。GB/T30824—2014W.=Wa+We……………(1)W。——控溫系統(tǒng)誤差，即控溫系統(tǒng)各部分誤差的代數(shù)和，單位為攝氏度(℃);wa-----熱電偶誤差，單位為攝氏度(℃);w——在現(xiàn)場測得的控溫儀表連接補(bǔ)償導(dǎo)線后的市值誤差，單位為攝氏度(℃)。7.5.2測試系統(tǒng)誤差計算公式見式(2)。W?=ws?+Wz+W?……………(2)W,——測試系統(tǒng)誤差，即系統(tǒng)各部分誤差的代數(shù)和，單位為攝氏度(℃);w2——測試用熱電偶在測試溫度的誤差，由其有效期內(nèi)的檢定證書給出，單位為攝氏度(℃):w——測試熱電偶所接補(bǔ)償導(dǎo)線在使用溫度的誤差，由其有效期內(nèi)的檢定證書給出，單位為攝ws——測試儀表在測試溫度的示值誤差，由其有效期內(nèi)的檢定證書給出，單位為攝氏度(℃)。7.5.3各測試點讀數(shù)修正公式見式(3)。W;=w;-W;…………(3)W;——各測試點實際值，單位為攝氏度(℃);w;——各測試點讀數(shù)，單位為攝氏度(℃);w,——測試系統(tǒng)誤差，每個溫度點、各測試點應(yīng)單獨計算，單位為攝氏度(℃)。7.5.4剔除異常值：如果其中一個測量值與該點測量平均值之差大于1.8倍標(biāo)準(zhǔn)偏差，則認(rèn)為是異常7.5.5用固定測試點法(體積法)測試，各測試點的實際溫度值為各次測量結(jié)果的算術(shù)平均值。7.5.6用移動測試點法(截面法、單元體積法)測試，各測試點的實際溫度值為在同一位置各次測量的算術(shù)平均值；如果測試過程測試熱電偶位置處于連續(xù)變化中，各測試點的實際溫度為各次測量的瞬7.5.7脈沖式燒嘴的熱處理爐在空載測試時，同一測試點溫度波動最低或最高不能大于溫度均勻性的2倍，每次讀數(shù)應(yīng)為一個脈沖周期的溫度平均值。7.5.8各檢測點實際溫度與設(shè)定值的最大偏差，即為被測熱處理爐有效加熱區(qū)的溫度均勻性。8有效加熱區(qū)溫度均勻性的評定8.1依據(jù)有效加熱區(qū)溫度均勻性大小，對照表1進(jìn)行熱處理爐類別的評定。評定結(jié)果若合格，則記入附錄B有效加熱區(qū)溫度均勻性測試合格證中。8.2當(dāng)溫度均勻性不能滿足要求時可降低類別，在滿足新的有效加熱區(qū)溫度均勻性的條件下，可以不進(jìn)行重復(fù)測試。9測試記錄和測試報告測試記錄及測試報告應(yīng)包含以下內(nèi)容(見附錄A和附錄B):a)被測燃?xì)鉄崽幚頎t概況。包括客戶名稱、燃?xì)鉄崽幚頎t名稱、編號、型號、類別、制造單位、制有效加熱區(qū)尺寸等。b)被測燃?xì)鉄崽幚頎t溫度測量系統(tǒng)信息。包括控溫儀表、記錄儀表、控溫?zé)犭娕?、記錄熱電偶的c)本次測試標(biāo)準(zhǔn)信息。包括依據(jù)文件、所用設(shè)備(測試儀表、熱電偶)的名稱、型號、編號、測量范圍、測量不確定度/準(zhǔn)確度等級/最大允許誤差之一、有效日期、每支測試熱電偶在測試溫度的修正值等。d)本次測試信息。包括實施條件、裝載量、爐膛氣氛、有效加熱區(qū)位置、測試點分布示意圖等。e)測試數(shù)據(jù)及結(jié)果。包括檢定或校準(zhǔn)溫控系統(tǒng)各部分誤差的數(shù)據(jù)；溫度均勻性測試的所有數(shù)據(jù)，試儀表示值、溫度均勻性計算結(jié)果、各測試點溫度分布折線圖、測試結(jié)果不能滿足要求時的建議處理方式等。f)測試中包含的局限性或限制條件。10.1溫度均勻性檢測的全部測試記錄，應(yīng)按各單位的管理制度存入檔案。10.2燃?xì)鉄崽幚頎t有效加熱區(qū)的均勻性測試應(yīng)出具測試報告或檢測報告。檢測合格的，列出下次檢測日期，同時出具合格標(biāo)志，合格標(biāo)志應(yīng)懸掛于熱處理爐的明顯位置。1