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冷轧退火机组中退火炉氧含量检测方法

冷轧退火机组中退火炉氧含量检测方法

作者:admin 来源:本站 发布时间:2011-01-27 09:25:00 浏览量:288

  退火炉内氧含量的正常状态是决定产出钢质量的重要因素,文章详细论述炉内氧含量离线检测方法和漏点检测方法等。

  冷轧退火机组在生产时采用氮、氢做保护气体,带钢在350~950~C高温退火炉内运行,不会发生氧化。但是,当退火炉出现漏点,氧气进入炉内且含量超过一定范围,带钢表面会发生氧化,影响产品质量。采用氧气分析仪测试退火炉内氧气的含量,超标时利用氦质谱检漏仪找到漏点并将其堵塞,是保证退火炉正常工作的简易方法。

一、炉内氧含量测试

  冷轧退火机组退火炉的壳体是由钢板焊接而成,其上安装的炉辊和风机与壳体之间采用法兰连接,虽经密封,但长时间使用和检修拆装可能出现漏点,另外壳体焊缝也可能出现裂纹漏点。正常工作时,退火炉内虽是正压,但压力很低(300Pa),气体分子可通过漏点进入炉内,导致炉内氧气含量超标。而在循环风道风机进风侧,由于正常工作时是负压,也可吸入空气,导致炉内氧气含量超标。一般,退火炉内的氧气含量达到10—50ppm时,将影响带钢质量,因此,需要定期检查炉内氧气含量,并找出漏点。炉内氧含量检测包括两方面内容:一是判断氧气含量是否超标,以判断漏点是否需要处理;二是判断漏点处理后氧气含量是否超标,以判断漏点处理是否合格。漏点检测部位一般有炉壁壳体和循环风道。测试炉壁壳体的氧气含量时,需要检测的气体通过炉壳上的取样孔流出,经过氧气分析仪与取样孔之间的连接通过频谱分析及故障表现出的特征征兆,得出的结论是机组存在严重的碰摩故障。将机组解体检修时发现,烟机叶轮上叶片根部锁紧销钉与隔板发生严重的整周碰摩,已将整周的销钉都磨损掉1/3左右。将叶片根部锁紧销钉修复,并重新调整了烟机叶轮的位置后重新开车,机组振动恢复正常。

  软管进入氧气分析仪,氧气分析仪可以直接读取炉内氧气的含量(单位为ppm)。由于炉内压力相对稳定,因此在某一时间段内只需要测试一个数据即可。循环风道部位检测氧含量的方法与上述方法基本相同,不同的是,将氧气分析仪的取样管接至风机出口处的取样孔后先记录风机低转速时的数据,当风机转速达到90%额定转速后,每隔2min{~录一次,至少记录10—20个数据。依据同一循环风道处的记录制作趋势图做数据分析(如图1所示)。实测结果表明,风机启动12min后氧含量超过50ppm,该循环风道漏点需要处理。

二、退火炉漏点检测仪器工作原理

  冷轧退火机组退火炉漏点检测采用的氦质谱检漏仪,是高精度检测仪,利用逆流原理工作,即试验气体氦或氢逆向涡轮分子泵的气流扩散进入上游的质谱室中,而重的气体(主要是水气)不能逆向通过。其主要工作组件为180。扇形磁场质谱室、离子源、显示组件和控制组件。

  由阴极1、2发射的电子(能量为80eV),被带正电的丝状阳极吸引,它们并不立即碰上阳极,而是来回振荡多次,*后到达丝状阳极。这些电子在振荡行程中碰撞氦、氢、氮等气体分子,使它们成为离子,这些离子由引出孑L径进入磁场,满足分离条件的离子到达离子收集极,收集的离子量成为电流,经显示组件中的放大器放大,由控制组件。

  36中国设备工程

  负责切换和处理模拟信号输出。具体哪一种离子能到达离子收集极,取决于加速电压和磁场的强弱。对于氦质谱检漏仪,由于磁场安装的是永磁铁,磁场强弱不变,因此,具体哪一种离子到达离子收集极,仅取决于加速电压。合理选择加速电压,能仅使特定原子量的气体离子到达离子收集极,形成信号输出。氦质谱检漏仪就是通过调节加速电压的大小,使某一种情况下只有氦离子到达离子收集极,其他离子无法通过中间孑L径到达离子收集极(被阻隔);另一种情况下只有氢离子到达离子收集极。氦质谱检漏仪的加速电压可通过以下公式计算。

R=1441H 式中:转半径(仪器中偏转半径固定为常数);144/磁场力(仪器中使用永磁铁,磁场恒定);

氦或氢的原子量;

一保证氦或氢离子到达离子收集极的加速电压。

三、退火炉漏点检测

1.炉壁壳体漏点检测

炉壁壳体漏点检测使用正压法,即通过氦质谱检漏仪检测某一部位是否有氢气(氢气是正常生产时带钢的保护气体)从炉内泄漏出。具体做法是将氦质谱检漏仪的探头(与护环相联)沿炉体焊缝、法兰处移动,当仪器显示读数开始上升时,表明探头移至部位有炉内氢气向外泄漏,当数值超过1x10-7mbarL/s时,表明检测到的漏点需要堵漏。

2.循环风道漏点检测

循环风道风机进气侧存在负压,若进气侧有漏点,则存在负压吸入氧气的可能。风机的出气侧正压较大,即使出现漏点,也不存在由于分子扩散、负压吸入导致氧气进入炉内的可能。因此,循环风道只需要检查进气侧是否有漏点。
采用负压采样法检测漏点。具体方法是将检漏仪探头固定在风机出气风道取样孔内,用氦气喷管将低压氦气喷在风机进气侧风道的焊缝和法兰处,当检漏仪显示读数开始上升时,表明氦气喷到的部位有泄漏,根据显示数值判断泄漏大小,当数值超过lxlOmbarL/s时,表明检测到的漏点需要堵漏。由于冷轧退火机组连续生产程度比较高,停产损失很大,因此,正常生产时一般采取临时堵漏,临时堵漏的方法是在漏点部位涂抹耐高温硅胶。在定修、待料停机等情况下采用焊接和换密封垫的方法进行永久性的堵漏。

四、结束语

通过以上对烟机转子与静止件摩擦的故障机理及诊断实例的分析,可确定烟机动静件摩擦故障的某些征兆,如时域波形有削波,常伴有高次谐波及分频出现,相位不稳定,而且振动值随转速及负荷的变化而变化等。这些征兆可以作为转子与静止件摩擦故障的规则指导等。以上实例也充分证明了该诊断方法在实际工作中是行之**的。该方法能指导现场监测诊断人员及时找到故障原因,少走弯路,节省检维修时间,缩短停工周期,以保证装置的安全稳定运行。

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