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    马弗炉校准检测中相关问题探讨

    • 发表时间:2021-07-20 10:22:20
    • 来源:未知
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    马弗炉是利用加热丝或者加热管、加热棒对炉体内部进行加热,使其达到300℃至1300℃甚至更高的温度,继而进行熔化、分解、灰分等化学分析或实验等工作。由于箱式电阻炉的应用比较广泛,许多企业、厂矿及从事分析工作的事业单位都会用到。基于其广泛的应用性,与其相应的仪器校准工作也就十分广泛。辽宁省内每年需要校准的各种不同类型、体积、功能的箱式电阻炉有许多。目前校准箱式电阻炉依据的是JJF1376-2012《箱式电阻炉校准规范》。
     
    正是因为对箱式电阻炉有一定时间的在校准、检测方面的接触,笔者在具体工作中遇到了许多细节方面的问题,因此对仪器校准规范中涉及传感器布置及箱式电阻炉在生产设计等方面笔者有些看法,这里谨作为探讨。仪器校准规范中对体积不等的箱式电阻炉采用的测温点布置方法如下:
     
    a)容积不大于0.15m3箱式炉测温点的布置
    根据箱式炉测温区的尺寸,设计测温架(可用耐高温合金材料)的大小和形状,确定5个测温点。将5个测温点分别置于测温区的中心点(作为监控点)和前下左、前上右及后上左、后下右四个端角上(如图1)。
     图1  马弗炉测温区和测温点位置示意图
    图1  马弗炉测温区和测温点位置示意图
    b)容积大于0.15m3箱式炉测温点的布置
    根据箱式炉测温区的尺寸,设计测温架的大小和形状,确定9个测温点。将8个测温点分别置于测温区的八个端角上(如图2),另一个测温点(作为监控点)置于距控温热电偶测量端延伸方向不超过150mm处的测温区内(如图2:9点)
     图2 马弗炉的炉膛尺寸、测温区和测温点位置示意图
    图2 马弗炉的炉膛尺寸、测温区和测温点位置示意图
    现有的仪器校准方法和测试点布置已经通过国内相关专业专家的审定,肯定是没有太大问题的,但是笔者通过具体的校准工作实践,发现要想将箱式电阻炉的校准测试点按照校准规范中所示,布置的很好,做到足够准确,其实是不太容易的,甚至有些时候,想布置5根热电偶,哪怕是3根热电偶,都几乎是不太好处理的。而且,对于测量数据的准确性方面,有的时候,测量得出的数据会与实际值比较有些许偏差。笔者认为这主要有两大方面的原因,下面就简单探讨一下产生这些问题的原因。
     
    第一个原因:仪器校准方法中测试点的具体布置方面
    从校准测试点布置来看,现有的仪器校准方法是利用热电偶探入炉内,在炉外接数字显示仪表,该仪表通常有温度内部和外部自动补偿功能,如果一些老式仪表没有内部或外部补偿功能,就还要注意热电偶在实际测量中冷端补偿等方面的问题,即:需要加冰桶。现实中遇到的问题是,许多箱式电阻炉没有专门预留用来测试的孔,笔者姑且称之为“测试孔”。当仪器校准时,热电偶只能从炉门口或将校准用热电偶从炉体自带的热电偶那端插入炉体,再在炉体中固定校准用热电偶的位置。如果采用炉门进入法,当需要多支热电偶同时放入炉膛时,就需要多人一起配合将热电偶放入,有时对于体积较小的炉体,如果要按照校准规范中所述,放置5根热电偶,则整个炉体内显得非常局促,有些很可能在关闭炉门时碰到加热壁,这样就失去了测试其炉温均匀性的意义。当炉门关闭时,在炉外,仪器校准人员不能保证炉膛内部的热电偶位置,此时是按照开门时目测的位置摆放的,尽管有固定的架子,但是热电偶是硬的,炉门一关闭,压到热电偶,会使原本固定好的几根热电偶由于应力,互相在固定架上拉扯,甚至将固定架抬离炉体底部而悬空。这样一来,为了避免这些问题,就需要反复开门、关门以验证热电偶的具体位置是否按照预先布置的摆放。如采用从炉体自带热电偶的插入端进入法,对于用多支热电偶的情况,有时会由于插入端端口本身剩余的空间就不大,不允许插入多支热电偶,这样就不能很好地按照仪器校准规范中校准点的布置来完成仪器校准工作。
     
    从具体校准读数来看,即使热电偶布置工作完成了,读数方面也会出现一定的问题。由于现场仪器校准时,大部分情况下,热电偶都是夹在门上或挤在被测箱式电阻炉所配热电偶的一端,而从热电偶的布置上,我们可以看出,实际测量时,热电偶为了能固定在架子上,同时还要从电阻炉门口探出来,已经被弯曲了很多弯了,最后还要被门夹住。虽然,影响热电偶的主要因素是热电势,而不在于它是否弯曲,但是,将热电偶弯曲成很多弯,同时测量端又被一定的力夹住,对热电偶传输过来的热电势是会有一定影响的,热电势有影响,自然会对最终测试结果产生影响。
     
    第二个原因:箱式电阻炉生产设计方面
    如上所述,就现场检测所见到的实际情况看,现有的这些被测箱式电阻炉普遍没有设计适于现有计量仪器校准方法的环节,比如“测试孔”或“测试槽”等。正如第一个原因里提到的,有时会由于热电偶裸露、电阻炉漏电、电阻炉内胆与测温用热电偶接触、热电偶不方便安放等等一系列问题,导致测量过程非常费时,同时还可能会导致最终的测量数据不准确。这个原因,其实是根本原因,如果箱式电阻炉在生产上能够考虑后期的仪器校准工作,为仪器校准工作预留适当的“测试孔”或“测试槽”,这样无论对使用箱式电阻炉的单位也好,还是计量检测部门也好,都将是突破性的改变。当然,预留“测试孔”也好,“测试槽”也罢,前提是不影响箱式电阻炉本身的性能指标。希望国内箱式电阻炉生产企业之间,对于非核心技术问题的交流能够更加广泛,这样可以互相提高生产水平,同时使箱式电阻炉整个生产行业也更加规范、完善,并与计量部门一起,将整个箱式电阻炉的生产及检测方面提高到一个新的台阶。
     
    综上所述,箱式电阻炉的校准检测工作还是有很大提升空间的,这需要我们仪器校准人员的不断努力以及箱式电阻炉生产企业对自身产品的设计、质量等环节的不断加强。仪器校准人员要提高自身的专业知识和素养,不断完善现有的检测方法。电阻炉生产企业要严格按照国家的相关生产要求及标准去生产自己的产品,同时,生产的产品要充分考虑到计量的要求,比如预留“测试孔”或“测试槽”等。箱式电阻炉生产企业还要防止箱式电阻炉的漏电,以免在检测时或客户使用时出现漏电,造成人员伤害。

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