热处理炉的温度场测试H
热处理炉有效加热区测定方法
热处理炉有效加热区测定方法热处理炉有效加热区测定方法导言：热处理炉是一种被广泛应用于金属材料处理的设备，其主要功能是通过加热和冷却控制，对金属材料进行结构调整和物理性能改善。
在进行热处理过程中，确保炉内加热区能够达到有效加热是非常关键的。
本文将探讨热处理炉有效加热区的测定方法，以帮助读者更好地理解和掌握该技术。
一、有效加热区的定义在热处理炉中，有效加热区是指能够达到所需温度范围并实现均匀加热的区域。
一般来说，如果炉内的温度分布能够在一定的误差范围内保持均匀，那么该区域就可以被认定为有效加热区。
在实际应用中，有效加热区的确定对于炉内金属材料的均匀加热非常重要，它直接影响到处理效果的质量。
二、传统方法1. 温度测量法传统的热处理炉有效加热区测定方法之一是通过在炉内不同位置布置温度传感器，测量这些位置处的温度值。
根据温度分布图来确定加热区的范围。
这种方法简单直接，可以提供炉内温度的整体情况。
然而，由于传感器的布置可能存在问题，比如不均匀或数量不足，因此可能会导致测量结果的不准确。
2. 金属试块法另一种常用的方法是使用金属试块来评估有效加热区的范围。
在炉内放置一系列具有相同材料和尺寸的金属试块，然后根据试块的质量变化来判断加热区的位置。
这种方法相对简单，但仍然存在一些局限性，比如试块的分布和数量问题，以及在实际加热过程中试块与工件之间的传热差异等。
三、改进方法为了克服传统方法存在的问题，近年来，一些新的测定方法被提出并得到了广泛应用。
下面介绍几种改进的方法：1. 热像仪法热像仪是一种能够显示物体表面温度分布的设备，通过红外线探测技术来测量物体的辐射能量并将其转化为图像。
热像仪可以将炉内的温度分布直观地展示出来，并能够在实时监测中提供精确的温度数据。
通过分析热图，可以快速确定有效加热区的位置和范围。
这种方法不仅操作简便，而且具有较高的测量精度，因此在炉内温度分布调整和优化过程中得到了广泛的应用。
2. 数值模拟法数值模拟方法是一种通过计算机仿真来预测热处理过程中加热区温度分布的技术。
热处理炉炉温均匀性检测方法
热处理炉炉温均匀性检测方法炉温均匀性测量：在热稳定前和热稳定后，用校准过的现场测试仪表对炉子的有效工作区进行炉温均匀性测量以确定工艺设备内的温度分布状况的一种测试方法。
常见炉温均匀性检测依据的标准：GB/T 9452-2012《热处理炉有效加热区测定方法》、GB/T30824-2014《燃气热处理炉温度均匀性测试方法》、GB/T 30825-2014《热处理温度测量》、API Spec 6A《井口装置和采油设备规范》、AMS 2750G《高温测量》、AIAG CQI-9 《热处理系统评审》、ASTM A991/A991M- 17《钢制品热处理炉温度均匀性测量标准试验方法》、GJB 904A-1999《锻造工艺质量控制要求》、GJB 509B-2008 《热处理工艺质量控制》、BAC 5621《波音工艺规范-材料处理温度控制》、HB 5354-1994《热处理工艺质量控制》、HB 5425-2012 《航空制件热处理炉有效加热区测定方法》。
炉温均匀性检测需要依据热处理炉的有效加热区尺寸、精度等级、炉型确定需要多少个测温点：热处理炉精度等级划分和TUS测试周期：炉温均匀性检测权威机构：江苏东方航天校准检测有限公司（简称OACT）位于江苏省苏州工业园区，是一家集校准、检测、培训及技术服务为一体的综合性第三方服务机构。
OACT成立于2010年3月,是航天科技集团公司下属空间技术研究院（航天五院）下属北京东方计量测试研究所投资设立。
2011年4月获得CNA检测和校准实验室能力认可，认可编号CNAS L5056。
目前通过CNAS认可的检测和校准项目涉及电磁、无线电、时间频率、几何量、热工、力学、化学等七个计量专业领域。
OACT秉承严谨、专业、精确、先进的计量理念，信守“质量为本、客户至上、科学公正、止于至善”的质量承诺，利用先进的仪器设备和精湛的测试技术，竭诚为每一位客户提供高水平的校准检测服务和整体解决方案。
热处理炉炉温均匀性检测操作规程
7.相关记录
炉温均匀性检测计划表 《RCLL-001》
炉温均性检测记录表 《RCLL-002》
编制
日期
审核
日期
批准
日期
标记
处数
更改文件号
签字
日期
炉温均匀性测量记录表
炉子名称
设备 编号 设备 型号
车间
检测日期
假定有效加热区尺寸 /mm
装载量及气氛
设定温度/℃
测量结果
时间
温度传感器真实温度/℃ 1# 2# 3# 4# 5# 6# 7# 8# 9# 10#
实施条件
最大值 最小值 最大偏差 结论 检测者 备注
审核者
批准者
6.3.5 准备 TUS 炉温均匀性检测表按照热电偶排布进行排列记录，进行准备。
编ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 审核 批准
日期 日期 日期
标记 处数
更改文件号
签字
日期
热处理炉温均匀性测试作业规程
共2页
第2页
6.3.6 准备工作就绪,依据产品的热处理工艺设置仪表的工作参数,热处理炉开始工作,当控温仪仪表或 TUS 热电偶中任意一个测量 点温度达到测试温度公差下限前，数字记录仪开始记录数据,每 5 分钟记录一 次，所有热电偶测量的数据(测量间隔最大不超过 5 分钟)，应至少连续记录 6 组数据。数字记录仪的数据记 录格式如附件炉温均匀性检测记录表。
实施条件
编号：
最大值
最小值
最大偏差
结论
合格
检测者
备注
标准(偏差): ±10℃
审核者
批准者
炉温均匀性测量记录表
编号：
炉子名称
炉子 编号 设备 型号
车间
热处理炉高温测量解析
热处理炉高温测量解析
热处理炉高温测量是指在炉内进行高温处理过程中对温度进行测量和控制的技术。
高温测量在热处理炉中具有重要的作用，可以保证炉内温度达到设定要求，从而保证热处理效果。
高温测量的方法有多种，常用的方法包括热电偶、红外测温仪和光纤测温仪等。
1.热电偶：热电偶是一种利用热电效应测量温度的传感器。
它
由两种不同金属线材组成的热电对连接成一端，另一端与测量设备相连。
当热电对的一端暴露在高温环境中时，热电对产生的温差会产生电动势，通过测量电动势的大小来确定温度。
热电偶具有响应速度快、测量范围广、稳定性好等优点，广泛应用于炉温测量。
2.红外测温仪：红外测温仪利用物体的红外辐射来测量温度。
物体在高温下会辐射出红外光，红外测温仪通过接收物体发出的红外光，并将其转换成温度值。
红外测温仪具有接触测温、非接触测温等优点，适用于对炉内物体表面温度进行快速测量。
3.光纤测温仪：光纤测温仪是利用光纤的光学特性来测量温度的。
光纤测温原理基于光纤内部的光学信号和温度的关系，通过测量光纤热效应和热光学特性来确定温度。
光纤测温仪具有高温测量范围广、精度高、抗电磁干扰等优点，适用于炉温测量的特殊环境。
在实际应用中，根据具体的热处理工艺需求和测量要求选择合
适的高温测量方法，并进行相应的装置安装和材料选型，以确保热处理炉温度的准确测量和控制。
第五章 热处理炉温温度测量技术
一、箱式炉温度的测量方法
1. 炉内温度分布，一般是炉门处温 度最低，电热元件附近温度最高，感 温元件一般采用热电偶。 2.中温箱式电炉，热电偶的插入位置，一般 都垂直安装在炉顶上，位于中心偏后的位置。 使其处于炉膛温度的均匀区。插入深度一般不 小于保护管外径的8～10倍。 3. 高温炉热电偶插入孔位于后墙，热 电偶需水平安装，如果插入炉内部分过长 时，需要耐火材料或耐热钢支架支撑。使 用一段时间后需转动180度。
感温元件所代表的炉温，实质上是炉膛中感温元件所 感温元件所代表的炉温，实质上是炉膛中感温元件所 在区域的介质温度，所以，炉膛温度分布的均匀性以及感 在区域的介质温度，所以，炉膛温度分布的均匀性以及感 温元件在炉膛中安装的位置是否适当，就成为感温元件是 温元件在炉膛中安装的位置是否适当，就成为感温元件是 否真却反映炉温或工件温度的重要条件。 否真却反映炉温或工件温度的重要条件。
图5－7
光导棒探头
1－光导棒 2－光导棒与光纤接头 3－光纤 4－吹气引入口
光纤比色高温计原理系统图，探头可用光导棒或透射 镜。光纤所传递的辐射光没有选择性，在通过调制盘2时， 由于调制盘上两半圆上的红外滤波片不同，在一个半周内通 过的波长为λ1，在另一个半周内通过的波长为λ2。两束波 长交替投射到光敏元件上，产生不同的光电流I1和I2，交替 送入比值放大器，在同步信号驱动下，分别进行放大后，进 行比值计算，运算后的比值信号经线性化处理、A／D转换后 送入数字显示仪显示。
图5－3 全辐射高温计示意图 1－物镜 2－热电偶 3－目镜 4－温度显示仪表
图5－4 瞄准时的图像
实际上，辐射高温计的热敏感元件不只是一只热电 偶，而是一组（8对或16对）直径为0.05～0.07mm的镍铬－ 考铜热电偶串联组成的热电堆，热电偶的热接点焊在涂有 铂黑的瓣形镍箔上（图5－4中的8片对称排列的黑色扇形 片，又称为靶心）。热电偶的冷端由考铜箔串连起来。为 了自动补上环境温度变化带来的误差，采用了双金属片补 偿光栅（图5－4中右下方遮住瓣形镍箔的黑影即光栅）， 其位置可根据输出值的高低进行调整。
热处理炉炉温均匀性检测操作规程
实施条件
最大值 最小值 最大偏差 结论 检测者 备注
审核者
批准者
公司
热处理炉炉温均匀性测试作业规程
共2页
第1页
1. 目的： 为了确保使用的热处理炉 TUS（炉温均匀性测试）和使用仪表及热电偶满足公司生产需要，并保 证其稳定性，特制定此作业规程。
2. 编制依据 编制本工艺规程的依据为 GB/T9452-2012 热处理炉有效加热区测定方法。
3. 基本要求 3.1 热处理工必须经过技术培训，考核合格，持证上岗。 3.2 热处理设备状态良好。 3.3 热处理环境整洁，热处理炉温设定符合产品技术条件要求。 3.4 热处理现场须有放置检测热电偶支架。 4. 职责
1
多通道巡点记录仪
2
K 型铠装热电偶
3
炉温均匀性检测支架
6. 作业程序
6.1 TUS 炉温均匀性测试一般于每年的 12 月份之前制定下一年度测试计划。
6.2 用于 TUS 炉温均匀性测试所使用的设备及仪器，应每年定期对其精度进行校验，确保其符合要求。
6.3 温度均匀性测试( TUS )步骤
6.3.1 通常情况下, 在进行 TUS 时热处理炉必须是室温状态下，检测温度设定为工件热处理温度。
实施条件
编号：
最大值
最小值
最大偏差
结论
合格
检测者
备注
标准(偏差): ±10℃
审核者
批准者
炉温均匀性测量记录表
编号：
炉子名称
炉子 编号 设备 型号
车间
检测日期
冲压车间
假定有效加热区尺寸 /mm
装载量及气氛
空载
设定温度/℃
250
测量结果
时间
热处理炉炉温均匀性测试方法及结果评定
热处理炉炉温均匀性测试方法及结果评定关键字：炉温均匀性有效工作区炉温均匀性是指炉子有效加热区在一定时间内不同位置的温度相对于工艺设定温度的偏离程度，即各测试点温度相对于设定温度的最大温度偏差。
1、炉温均匀性测试的目的通过对热处理炉进行温场测试，确定出热处理炉的有效工作区（即满足热处理炉工艺和温度均匀性要求的允许装料空间）。
为制定热处理工艺提供依据，对提高热处理产品质量具有重要意义。
2、炉温均匀性测试时机热处理炉炉温均匀性测试通常分为初始测试和周期测试，新添置的炉子正式投产前应进行有效工作区的初始测试，确定合格的工作区、工作温度范围和炉子等级；热处理炉在使用过程中如果发生较大的维修、变化或调整也应进行初始测试。
测试温度包括合格工作温度范围的最低和最高温度。
周期测试是根据炉子等级按规定的周期定期测试，测试温度是合格工作温度范围内的任意温度，一般可选择常用温度点进行测试。
3、炉温均匀性测试方法及实施条件热处理炉炉温均匀性测试一般为空载测试，必要时也可装载测试。
装载测试时，可采用额定装炉量、额定装炉量的50%或工艺常用装炉量，一般应不少于额定装炉量的50%。
测试过程中炉子应保持正常生产时的工作状态，包括以常用升温速率升温、气氛炉保持在正常用气量和压力、循环风扇正常运行等。
4、炉温均匀性测试系统炉温均匀性测试系统通常由温度传感器、补偿导线、测试系统及测温架等组成。
4.1 温度传感器温度传感器主要有贵金属和廉金属热电偶。
贵金属热电偶分度号为B、R、S，常用类型为S 型，工作温度范围（0～1600）℃；廉金属热电偶分度号为N、K、E、J、T等，常用类型为K、N型，工作温度范围（0～1300）℃。
N和K型热电偶由于使用温度范围宽，线性度好，热电动势较大，灵敏度较高，稳定性和均匀性较好，抗氧化性能强，价格便宜等有优点，通常被广泛采用。
但由于N型热电偶克服了K型热电偶在（300～500）℃的镍铬合金的晶格短程有序而引起的热电动势不稳定以及800℃左右由于镍铬合金发生择优氧化引起的热电动势不稳定等不足，故一般选用N型热电偶。
热处理炉的现场校温及误差分析
以获得 一个 总 的系统 误差 。在 以后 的使 用过 程 中 ， 只 要 保持 系统 的成套性 和 与校验 时相 同的外界 条件 ， 这 误 差 可 以保持 不 变 。 只要在 这成套 测温 系统 上加上
一 一
个统 一 的修 正值 ， 便可 得 到较准 确 的测 量结果 。 １ ． ２ 现 场 实施 校 温条件
１ ． ５ 系统 综合误 差或 修正 值 的正确 使 用
（ １ ） 新添置的热处理炉首次应用于生产 ；
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ２ — ０ ８
根据 １ ． ４的步 骤检 测 完整 个 过程 后 ， 得 到 整个 控
作者 简介 ： 银 登富（ １ ９ ７ ４ 一） ， 男， 四川南溪人 ， 工 程师 ， 本科学历 ， 研究方 向为热工仪器仪表 的检定 、 校准与管理。
Ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ Ｍａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｎ ｏ ． ５ ， ２ ０ １ ３
热处 理 炉 的现 场 校温 及 误 差分 析
银 登 富
（ 宝鸡 法 士特齿 轮有 限责 任公 司 ， 陕西 宝鸡 ７ ２ ２ ４ ０ ９ ）
能 力 也 加倍 翻番 。作 为热 处 理工 艺 中 的关 键测 量 设
（ ３ ） 热 处理 炉生 产 对象 变更 或 工艺 变 更 ， 需 要 改 备 —— 温 度 测 量控 制 仪 表 ，对 热 处理 产 品品 质 的好 变保 温精 度 时 ； 坏 起 着 至 关重 要 的作用 。而 温度 控 制 仪表 是 否准 确 （ ４ ） 定 期或 临 时需要 进行 现场 校 温时 ； 可靠 、 稳 定地 工 作 ， 仪 表 反 映 的是 否是 炉 内 的真实 温 度， 必须 靠 现场 校温 来 随时监 控 和保证 。 通过 近几 年对 一次 仪表 热 电偶 的检定 工作 发现 ， 即使 是 直径 为 ３ ． ２的热 电偶 ，因长期 连 续工作 在 高 温环 境 ， 一般 不 到 一 年 （ 两个 周 期 ） 都 全部 报 废 ； 有献标识码 ： Ｂ