热处理炉测试方案
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。
热处理炉有效加热区检测规程
热处理炉有效加热区检测规定一、实施条件和测定周期1.1 实施条件热处理炉凡属下列状况之一者，均应测定有效加热区：a) 新添置的热处理炉首次应用于生产；b) 经过大修或技术改造的热处理炉；c) 热处理炉生产对象或工艺变更，需要改变保温精度时；d) 控温或记录热电偶位置变更时；e) 定期或临时进行有效加热区检测时。
1.2 测定周期热处理炉有效加热区的测定周期和炉温仪表检定周期如表1所示单位为月二、检测方法2.1 检测要求⑴热处理炉有效加热区的检测，一般情况下采用空载试验，特殊要求时可以装载试验(半载试验或满载试验)。
⑵测试时，热处理炉应以常用升温速度升温，真空炉采用常用真空度。
2.2 检测点数量和位置热处理炉有效加热区温度检测点的数量和位置按照热处理炉的形式和假定有效加热区的尺寸来确定。
2.3 检测温度以常用的工艺规定温度为检测温度范围，检测温度根据检测温度范围按表2规定确定。
2.4 检测顺序及方法⑴校正检测仪器、热电偶、补偿导线，热电偶应提供误差值。
⑵测量装置的接线a) 用适当的方法按需要将热电偶牢固地绑扎在测温架的每个测温位置上。
b) 将热电偶参考端引出炉外，在方便的位置通过补偿导线、切换开关、铜导线与检测仪器联接。
应防止由于引出线安装不当而影响炉温测量。
c) 装载试验时，热电偶测量端应尽可能和工件接近。
⑶温度测定a) 空载试验或装载试验时，不得升到高于检测温度后再降到检测温度。
b) 所有测定点的温度，在到达检测温度及其保温精度范围内的最低温度之后，以表3规定的时间间隔及测定次数测量各点温度。
c) 测温得到的读数进行修正后得到实际温度值，以这些值来判断各位置的保温精度是否满足要求。
d) 如果测温点的温度偏差超过保温精度范围，允许适当延长检测温度下的保温时间，但一个检测温度点的保温和检测总时间不得超过2 h。
表3 检测时间间隔和测量次数2.5 重复检测⑴按规定的方法所测得的数据，其中有一个测温点的保温精度不能满足要求时，应改变假定有效加热区或对热处理炉进行调整后再作重复检测。
热处理炉测试方案
6.9热处理炉各区温度稳定后开始进行测试，开启送料按钮，将钢板送入热处理炉内，热处理炉二级系统自动计算钢板再炉内的运行速度，并记录钢板再炉内各个区域的气氛温度。在钢板出炉后并冷却到适宜温度，将自动温度记录仪取出、关闭。此时记录仪记录了从开启到关闭阶段的温度、时间。并将外接热电偶从钢管中抽出，整理测试设备。
注：热处理炉示意图见附录A
8.2各测试点通过各区时同截面最大偏差以及测试最终标准
Zone
Preheating Zone(T01~T08)
Heating Zone(T T09~T16)
温区
预热区（T01~T08）
加热区（T09~T16）
range
偏差
148.5℃
69℃
Zone
温区
Soaking Zone（T17~T20）
2.2 GB/T 9452-2003热处理炉有效加热区测定方法
3.定义和缩写
3.1 T1为内置热电偶。固定在炉内，该热电偶只为监测钢板出炉温度，不做温度控制。编号为：T1
3.2 T01~T20为内置热电偶。固定在炉内，用于监测和控制热处理炉内各区气氛的温度。编号为：T01~T20
3.3 T21~T26为外接热电偶，用于测量作业过程中，钢板的实际温度。编号为：T21~T26
程序名称：
热处理1#炉测试方案
受控号：
修改履历
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修改理由
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首次发行
职称
签名/日期
批准人签名/日期
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科技质量部部长
版权声明：
本文件为济钢所有，未经过济钢允许不得使用、复印、分发或泄露。
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1、适用范围本规程规定了铸钢件用热处理炉有效加热区的测定方法。
本规程适用于铸钢件退火、正火、淬火、回火热处理炉工况的空载测试及有效加热区的评定。
2、引用标准：GB/T16923 钢件的正火与退火GB/T16924 钢件的淬火与回火GB/T9425 热处理炉有效加热区测定方法GB/T2614 镍铬—镍硅热电偶丝GB/T4989 热电偶用补偿导线GB/T4990 热电偶用补偿导线合金丝GB/T7232 金属热处理工艺术语GB/T16839.2 热电偶第2部分：允差GB/T18404 铠装热电偶电缆及铠装热电偶3、术语本规程引用的术语为GB/T9425、GB/T7232中的术语。
3.1 工艺规定温度根据工件热处理的目的和材料种类，由热处理工艺规定的加热温度。
3.2 保温温度在工艺规定温度下保持必要的时间，工件或加热设备内加热介质的温度。
3.3 保温精度实际保温温度相对于工艺规定温度的精确程度，用相对于工艺规定温度的允许最大温度偏差表示。
3.4 有效加热区经温度检测而确定的满足热处理工艺规定的温度计保温精度的工作空间。
4、铸钢厂热处理炉的保温精度表1 热处理炉保温精度炉子名称 热处理炉类别 有效加热区保温精度℃ 仪表指示精度不低于%1#热处理炉 Ⅲ ±10℃ 0.52#热处理炉 Ⅲ ±10℃ 0.53#热处理炉 Ⅲ ±10℃ 0.54#热处理炉 Ⅲ ±10℃ 0.55#热处理炉 Ⅲ ±10℃ 0.56#热处理炉 Ⅲ ±10℃ 0.57#热处理炉 Ⅲ ±10℃ 0.55、测温装置5.1 热电偶及补偿导线根据检测温度计要求的保温精度，按表3选择热电偶，热电偶应符合GB/T2614。
补偿导线应符合GB4989、GB4990、GB/T18404的规定。
表2检测用热电偶热电偶名称 分度号 等级 使用温度℃ 允许偏差℃ 检定周期镍铬—镍硅 K Ⅱ 0-1200 ±0.75%t 半年注：t为被测温度表3检测用补偿导线热电偶分度号 补偿导线型号 补偿导线名称 代号 温度范围℃ 允差℃K KX 镍铬10-镍硅3延长型导线 KX-GS -20—100 ±1.55.2 检测仪器检测仪器用精度不低于0.5级，使用有纸记录仪—富士PHA88004-EA0YV 记录仪。
WI-HT-1100 TUS热处理炉温均匀性测试作业指导书
苏州宝强精密制造股份有限公司
制订部门 质量部
文件编号 版本 页次 修订日期
WI-HT-1100 A1 1/2 2017.05.26
TUS 热处理炉温均匀性测试作业指导书
1.目的 为了确保使用的热处理炉 TUS(温度均匀性)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 业标准； 2.范围 适用于本公司所使用的所有网带式连续加热炉； 3.定义 TUS 炉温均匀性测试：furnace temperature uniformity surveys 热处理炉内工作区温度达到稳定化后相对于 设定点温度的变化，工作区内任两点的温度偏差不应超过热处理工艺对温均匀性的要求，我司对于淬火炉区温度差 异为±15℃ ，对于回火炉区温度差异为±10℃ 4.职责 4.1 热处理部 4.1.1 负责日常热处理炉操作，设备点检及维护，协助技术人员进行 TUS 检测； 4.2 质量部 4.2.1 负责对于 TUS 测试温度计及热电偶的保管及使用，定期进行外校； 5.作业程序
质量部
TUS 测试计划 制定
相关部门
说明
每年年底由质量部负责制作出下一年度 TUS 炉温均匀性检测计划，并交由管代进 行批准； 所使用的，用于 TUS 炉温均匀性检测的设 备，温度计及 K 型铠装热电偶由质量部负
记录
TUS 炉温 均匀性检测 计划
确认温度计计 热电偶
责定期送外校验，确保其精度
依照作业指导书，在正常生产过程中， （如
报告存档
设备维修
编号
A1
日期
2017.05.02 新规制定
修订内容
修订者
向华勇
核准
审查
作成
向华勇
分发编号：
TUS 热处理炉温均匀性测试作业指导书
热处理炉有效加热区测定方法
GB/T 9452-2003热处理炉有效加热区测定方法1 范围本标准规定了热处理炉有效加热区的测定方法。
本标准适用于评定热处理炉内满足热处理工艺规定的回执温度及保温精度的有效加热区。
不适用于连续加热炉中没有固定的工艺规定加热温度或不要求保温精度的加热区。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准成达协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB/T 2614 镍铬-镍硅热电偶丝GB/T 3772 铂铑10-铂热电偶丝GB/T 4989 热电偶用裣导线GB/T 4990 热电偶用补偿导线合金丝GB/T 4993 镍铬-铜镍（康铜）热电偶丝GB/T 7232 金属热处理工艺术语GB/T 16839.2 热电偶第2部分；允差JB/T 8205 廉金属铠装热电偶电缆JB/T 8901 贵金属铠装热电偶电缆3 术语和定义本标准除采用GB/T 7232规定的定义外，采用下列定义。
3.1工艺规定温度 process temperature根据工件热处理的目的和材料种类，由热处理工艺规定的加热温度。
3.2保温温度 soaking temperature在工艺规定温度下保持必要时间，工件或加热设备内加热介质的温度。
3.3保温精度 temperature precision实际保温温度相对于工艺规定温度的精确程度，用相对于工艺规定温度的允许最大温度偏差表示。
3.4有效加热区 work zone在加热炉中，经温度检测而确定的满足热处理工艺规定温度及保温精度的工作空间。
3.5假定有效加热区 previewde work zone为判断热处理户的有效加热区，在进行检测前，根据热处理炉的结构、控制方式及其他条件而预先1GB/T 9452-2003假定的测温空间，一般为热处理炉制造厂或有关标准规定的工作空间。
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》
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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
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热处理1#炉测试方案
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目录 1. 目的和范围…….
……………………………………. ………………………3/9
7.3 保温阶段：根据钢板运行速度，可以计算出钢板在加热阶段的时间为 46min48s~56min48s。根据自动温度纪录仪中记录的温度，可以看出钢板在保 温阶段的最大温差为8℃。自动温度纪录仪记录的数据如图7.3.1所示。
图7.3.1 保温结束时钢板温度 7.4结论：根据热处理炉设计要求的加热系数以及保温时间下，钢板的出炉温 度的最大偏差在±4℃，在设计的±10℃范围内。 8. 附录
温区
预热区（T01~T08）
加热区（T09~T16）
range 偏差
148.5℃
69℃
Zone 温区
Soaking Zone（T17~T20） Discharge temperature
均热区（T17~T20）
出炉温度监控（T1）
range 偏差
8℃
5℃
测量标准：根据热处理炉的设计，在钢板加热系数为1.4，保温10min的情 况下钢板的温度均匀性在±10℃。
烧嘴数量和分布：总共206个
Zone温区
Quantity数量
Thermocouple quantity and distribution fixed in the furnace: total 21 pieces
炉内热电偶数量和分布：总共21个
Zone温区
Quantity数量
Preheating
Preheating
2. 参考文件 2.1 ASTM A991-2004 热处理钢铁产品用热处理炉的炉温均温性试验的标准 方法 2.2 GB/T 9452-2003 热处理炉有效加热区测定方法
3. 定义和缩写 3.1 T1为内置热电偶。固定在炉内，该热电偶只为监测钢板出炉温度，不做温
度控制。编号为：T1 3.2 T01~T20为内置热电偶。固定在炉内，用于监测和控制热处理炉内各区气 氛的温度。编号为：T01~T20 3.3 T21~T26为外接热电偶，用于测量作业过程中，钢板的实际温度。编号 为：T21~T26
7.2 加热阶段：根据钢板运行速度，可以计算出钢板在加热阶段的时间为 29min18s~46min48s。根据自动温度纪录仪中记录的温度，可以看出钢板在进 入加热段时最大温度偏差为99℃。在加热段结束时的钢板最大温度偏差为 6℃。自动温度纪录仪记录的数据如图7.2.1所示。
图7.2.1 加热段结束时钢板温度
7. 测试过程数据以及结论 根据热处理炉的设计要求，钢板在加热温度900℃的情况，采用的加热系
数为1.5并且保温10min，钢板在出料炉门处的温度均匀性在±10℃。可以计算 出钢板总共在炉时间为1.5*25+10=45min
通过自动温度纪录仪记录的温度曲线如图7.1所示。 7.1 钢板正过程的温度曲线
12
Soaking zone(T05) 保温区(T05)
5
Note: the sketch of heat treatment furnace refers to the appendix A 注：热处理炉示意图见附录A
8.2 各测试点通过各区时同截面最大偏差以及测试最终标准
Zone
Preheating Zone(T01~T08) Heating Zone(T T09~T16)
6. 检验程序 6.1 准备一套温度记录仪，型号为：DP1106B。 6.2 准备六个外接热电偶(T21~T26)。 6.3选取测试点。沿着测试板的长度方向、宽度、厚度方向选出６个测试点， 并用磁力钻钻孔，孔的尺寸、深度如附录7.2所示。 6.4 将16根内径约Φ20mm左右的钢管按照附录7.2所示（单位mm），焊接在测 试的钢板上。 6.5 将六根热电偶穿过钢板边部的钢管，并将端部插入需要测试的点中，将六 根热电偶的端口摆放整齐，方便将热电偶端口与温度记录仪连接。 6.6 将穿完热电偶的料架放置在进料辊道上，待处理。
7.1 预热阶段：根据自动温度纪录仪开启11min48s时钢板开始如炉，根据钢 板运行速度，可以计算出钢板进入加热阶段的时间是17min30s，也就是预热 阶段在温度纪录仪中记录的时间为11min48s~29min18s。根据自动温度纪录仪 中记录的温度，可以发现预热阶段最大温度偏差为148.5℃。
6.7 热处理炉典型工艺进行设定：预热区(T01~T08): 830℃（+25/-50℃），加 热区(T09~T16): 920℃（±20℃），保温区(T16~T21): 920℃（±10℃）。将热 处理的在炉时间设置为55分钟，传输速率为1.017m/min。 6.8 将自动温度记录仪与六个外接热电偶(T21~T26)相连接，开启温度记录 仪，设定每2秒记录一次读数。 6.9 热处理炉各区温度稳定后开始进行测试，开启送料按钮，将钢板送入热处 理炉内，热处理炉二级系统自动计算钢板再炉内的运行速度，并记录钢板再 炉内各个区域的气氛温度。在钢板出炉后并冷却到适宜温度，将自动温度记 录仪取出、关闭。此时记录仪记录了从开启到关闭阶段的温度、时间。并将 外接热电偶从钢管中抽出，整理测试设备。 6.10 将测试数据调出，进行测试报告的整理。
4. 职责和权限 4.1热处理车间主任负责测试程序的核定及最终测试结果的确认。 4.2 生产技术工程师负责测试过程的实施与记录。
5. 要求 5.1 在测试之前检查仪器仪表及热电偶是否正常，测试前各仪器仪表及热电偶 需经过测定。 5.2 在测试板上料之前，热处理炉必须在指定温度保温4小时，并且测试过程 中同一规格的至少5块板同时测试。5块相同规格的板必须连续测试。
6. 检验程序.…………………….……………………. …………….…………..3/9
7.
测试过程数据以及结论.………………….
……………………..…………..5/9
8．附表…. ……………………………………………………………………
1. 目的和范围
为了证明材料在连续式热处理炉的工作区里其温度可以稳定的 保持在热处理规程所规定的温度偏差范围内。
8.1 热处理炉参数
Furnace Name 炉子名称
Furnace Type 炉子类型
Furnace Length (m) 炉子长度
Working Zone Width×Height(m) 炉膛宽度×有效高度
1#
roller hearth furnace/辊 底式炉
66.7
4.5×3.025
Burner quantity and distribution： total206pieces
zone(T01~T08)
112
zone(T01~T08)
8
预热区(T01~T08)
预热区(T01~T08)
Heating zone(T09~T16) 加热区(T09~T16)
82
Heating zone(T03) 加热区(T03)
8
Soaking zone(T17~T21) 保温区(T17~T21)
8.3 测温料架示意图 Sample Form（样表）8-1
2.
参考文件…….
…………………………………………………….
…………3/9
3. 定义和缩写…….……………………. ………………………………………3/9
4. 职责和权限…….…………………………………. …………………………3/9
5.
要求.…………………….…………………….
…………………….………..3/9