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真空炉的维护程序

与任何设备一样,定期进行适当维护对于延长真空炉的使用寿命和无故障运行至关重要。真空炉中的机械部件需要标准的维护规范(即清洁,润滑等)。但是,真空炉的成功使用取决于真空炉的纯度和可靠性。需要进行额外的维护活动以确保系统中的真空度良好。连接处的泄漏和炉内部的污染将极大地影响操作真空度和加工质量。泄漏是最耗时且麻烦的维护项目。只有使用氦气检漏仪才能隔离小泄漏。但是,通过跟踪泄漏最频繁发生的位置,可以采取预防措施以最大程度地减少问题。大多数炉子随附的操作手册提供了有关维护和故障排除的详细信息。在开始熔炉操作之前,应阅读并理解所有维护手册。

真空炉

安全

维护真空炉时必须考虑许多安全问题。为了避免受伤,烧伤和触电,必须遵守标准的安全规范。除了这些,还有一些特殊的考虑因素,专门针对真空炉设备。在配备了油扩散泵的熔炉上,仅应在泵冷却至环境温度后方可进行维护。扩散泵通过煮沸油来形成蒸气。通过泵底座中的线圈加热,油温达到240oC(464oF)或更高。在这些温度下,烃基油中的蒸气会与空气发生爆炸性反应。因此,在泵运行期间,切勿打开泵中的注油口。硅基泵油消除了这种爆炸危险。只能使用批准的密闭空间进入和电气锁定程序来维护炉膛内部。即使在门打开后,残留在罐中的残留淬火气体也会导致窒息。使用氩气作为淬火气体后,应格外小心地进入炉膛。氩比空气重,可以在低洼地区停留一段时间。它没有明显的气味,通常在昏迷发生之前没有预先警告。炉罐中的真空条件甚至更致命。在进入任何炉室之前,必须采取防止炉操作的锁定程序。

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真空密封

在施工过程中,要检查真空炉中的所有焊接接头的气密性,并在炉子的使用寿命内保持完好无损。但是,也有许多可拆卸的连接可以出于组件更换或维修访问的原因而分离并重新连接。这些连接通常用夹在两个法兰之间的垫圈密封。尽管根据所需真空度使用不同的垫片材料,但标准真空炉中的大多数密封件都包含由天然或合成橡胶制成的O形圈。可提供多种尺寸的Buna-N,硅树脂和Viton O形圈。这些材料具有弹性,可以重复使用而不会失去完整性。原始横截面的20%至50%的常见挤压率不会使O形圈材料承受超过其弹性极限的应力。O形圈必须正确固定在连接器内,以防止被吸入真空系统。通常,将它们安装在连接一侧的法兰上加工的凹槽中。然后,在将法兰拧紧在一起时,将它们压向相对的法兰。不太常见的O形圈固定方法涉及比O形圈横截面更薄的固定环。固定环安装在O形圈的内径内。

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挤压O形圈的法兰的表面光洁度应不超过125 RMS。较粗糙的涂层可能导致气体穿透密封件。组装前应检查法兰面是否有毛刺或划痕。标准做法是在组装之前,先在O形圈上涂上一层薄薄的真空密封脂,以提高其密封性能。O形圈密封接头泄漏的常见原因是O形圈损坏。切勿使用螺丝刀或小刀等锋利的物品将O形圈从凹槽上取下。这些物体不仅会割伤O形圈,还会在O形圈槽的底部造成划痕,这将为气体渗透提供另一条路径。应定期检查O型圈是否损坏,并清除所有灰尘和颗粒物。由于频繁打开和关闭,门O形圈最容易损坏,应该在每次运行之前进行检查。应检查它们是否有划痕,割伤或平坦斑点。关闭门之前,应先擦拭O形圈和门法兰。尽管必须避免任何真空油脂的堆积,但应定期对O形圈涂上一层薄薄的真空油脂。组装不正确的馈通密封件也可能是泄漏的根源。更换控制或过热安全热电偶时,必须正确拧紧穿通密封以确保真空完整性。可以通过在真空接头的外表面上施加密封剂来暂时克服小泄漏。但是,这不是永久性的纠正措施。

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最小化放气

每当打开真空炉腔室的门时,空气中的湿气就会进入腔室,并在腔室壁上凝结成非常薄的薄膜,或者被热区材料吸收。当腔室随后被抽空(加热之前),并且炉子内部受到较低的压力时,夹带的水分会“脱气”。如果已夹带足够的水分(例如在非常潮湿的环境中),则除气效果将减慢抽气过程,甚至可能使抽气系统出现故障。最终,排出的水分将通过泵系统从腔室中抽出,疏散率将提高。当将含油或受污染的工作负载放入炉中时,同样的效果将很明显。为了使除气效果最小化,重要的是要尽可能保持腔室门关闭。理想情况下,每当不使用炉子时,炉腔也应至少部分排空。保持进入腔室冷却套的冷却液的推荐温度也很重要。湿气的冷凝在较冷的表面上更为明显。

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除了水分产生的问题外,在真空下加热时,挥发性元素的汽化最终还会使炉内部受到不希望的残留物的污染。通过降低最终真空水平,这种情况的发展可能变得明显。金属残留物的沉积也会导致电路短路。但是,经常会出现大量的污染物,而工作压力却没有明显的变化。在污染物开始影响负载质量或造成电气问题之前,必须执行常规的空运行循环以清除污染物。炉子维护手册将提供执行空运行周期的详细说明。至少每周应至少执行一个空运行周期。根据先前处理的工作的清洁度。

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真空热处理之前的清洁

减少真空处理中出现的维护问题的最佳预防措施之一是确保负载在进入炉子之前被正确清洁。工件和篮子或固定装置的清洁度非常重要。在装入炉子之前,它们必须不含油,污垢,机加工润滑剂或其他污染物。一些润滑剂包含硫化合物,会对硫化合金产生不利影响。清洁不充分还会导致最终产品弄脏和变色,或者导致钎焊合金流动不良。具有高蒸气压的污染物将在加热过程中蒸发,从而导致真空损失。蒸汽最终可能会凝结在真空炉子中较冷的表面上,然后再次蒸发,从而在后续运行中引起污染问题。

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优良作法是在装载真空加工之前检查所有工件的清洁度。应检查具有深孔或凹入通道的管状组件或零件,以检查是否有残留的润滑剂,机加工碎屑或残留的型芯碎片。应特别注意铸件。在某些情况下,将它们在熔融盐浴中清洗以除去芯残留物。从盐浴中取出后,这些腐蚀性盐可能会残留。如果在真空处理之前未清理干净,它们将在加热过程中蒸发。还应检查工件的金属识别标签。标签和用于将其连接到工件的金属丝均应进行检查,以确保其不是由低熔点材料(例如铝)制成。真空炉清洁工艺的选择取决于工件及其制造合金的先前加工历史。对于受冲压润滑剂或切削油污染的零件,重要的是要了解所使用的流体类型。根据污染物的性质(例如矿物油和水基油),某些清洁工艺的性能可能会受到不利影响。当污染物的成分未知时,溶剂或蒸汽脱脂通常是清洁的首选。但是,这些清洁剂不能很好地处理水基污染物。在这些情况下,应使用碱性或乳液清洁剂。还应注意,水会导致蒸汽脱脂中使用的许多液体变质,产生一种酸性溶液,会腐蚀工件和脱脂设备。

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某些材料可能需要特定的清洁预防措施。绝对不要在三氯乙烯或甲基氯等氯化溶剂中清洁钛,锆及其合金。当氯化物残留物加热到280oC(550oF)以上时,会在钛和锆合金中造成应力腐蚀裂纹。相反,应在非氯化溶剂(如丙酮或酒精)中或在碱性溶液中清洁这些合金。许多深冲润滑剂含有硫和铅。两种元素都可能在加热过程中腐蚀镍合金表面,从而导致形成低熔点共晶,从而使母材严重脆化。镍合金工件必须仔细清洁,以确保完全清除润滑剂。清洁后,必须将工件彻底干燥,然后再装入真空炉中。

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