熱處理爐溫度檢測技術標準介紹

文/張永武·西安電爐研究所有限公司

熱處理爐溫度檢測技術標準介紹

文/張永武·西安電爐研究所有限公司

張永武，工程師、室主任，主要從事電爐及工業爐質量監督檢驗工作，主持全國第三次電阻爐產品質量監督抽查工作，負責起草國家標準2項，擁有專利3項。

本文對鍛壓行業熱處理爐溫度檢測相關的GB/T 10066.4、GB/T 9452、HB 5425、AMS 2750E和JJF 1376等5項標準規范，從適用范圍、檢測參數、技術要求三個方面進行了介紹。

近年來，鍛壓行業對產品質量的要求越來越嚴格，各種生產管理質量體系認證也逐步推廣，由于熱處理質量直接影響鍛壓質量，而熱處理質量好壞很大程度上取決于熱處理爐溫度性能的優劣，因此在鍛壓行業質量體系認證過程中，熱處理爐溫度檢測工作也逐漸被重視。鍛壓行業常見的熱處理爐，按工藝需求分為退火爐、正火爐、淬火爐、調質爐和時效爐等；按加熱方式分為燃料爐、電阻爐和感應爐等；按爐型結構分為臺車爐、井式爐、輥底爐。鑒于熱處理爐種類繁多，對應的產品質量技術標準也不盡相同，因此選擇正確的技術標準作為熱處理爐的質量評價依據十分必要，本文將重點介紹鍛壓行業質量認證涉及的熱處理爐溫度檢測技術標準。

目前國內熱處理爐溫度檢測技術標準主要有5項，分別是GB/T 10066.4-2004《電熱設備的試驗方法第4部分：間接電阻爐》、GB/T 9452-2012《熱處理爐有效加熱區測定方法》、HB 5425-2012《航空制件熱處理爐有效加熱區測定方法》、AMS 2750E《高溫測量》和JJF 1376-2012《箱式電阻爐校準規范》。現分別從這5項標準規范的適用范圍、檢測參數、技術要求三個方面介紹。

GB/T 10066.4-2004《電熱設備的試驗方法 第4部分：間接電阻爐》

適用范圍

GB/T 10066.4-2004等同IEC（國際電工委員會）60397:1994《Test methods for batch furnaces with metallic heating resistors, NEQ》，由全國工業電熱標準化委員會歸口。本標準適用額定溫度在250～1800℃范圍內的各類實驗用和工業用電阻爐（如井式爐、箱式爐、臺車式爐、罩式爐或其他結構型式的爐子）等主要是加熱和熱處理用間歇式和連續式電阻爐。本標準是間接電阻爐的專用標準，與GB/ T 10067.4-2005《電熱裝置基本技術條件 第4部分：間接電阻爐》配合使用，規定了爐子參數和技術數據的試驗條件、試驗項目和試驗方法。GB/T 10066.4-2004主要應用于新建熱處理爐項目驗收檢測。

檢測參數

GB/T 10066.4-2004涉及熱處理爐檢測參數有工作區尺寸、爐襯質量、加熱元件制造質量、金屬加熱元件冷態直流電阻、加熱元件對爐殼短路檢查、安全聯鎖和報警系統試驗等6項冷態試驗項目和空爐升溫時間、額定功率、最高工作溫度、空爐升溫能耗、空爐損失、空爐能耗、達穩時間、相對效率、爐溫均勻度、爐溫穩定度、表面溫升、加熱能力、裝料運行檢驗、控制氣氛電阻爐的檢漏、泄漏電流、生產率、熱態試驗后檢查等17項熱態試驗項目，其中在熱處理爐項目驗收檢測過程中，主要檢測爐溫均勻度、爐溫穩定度、表面溫升等3項檢測參數。

爐溫均勻度反映了熱處理爐在試驗溫度下的熱穩定狀態時爐子工作區內的溫度均勻程度，具體檢測過程大致如下，根據爐型和工作區尺寸，首先確定測溫點數量和位置，然后將熱電偶牢固地固定在測溫架上并作好標記，用補償導線將熱電偶依標記序號分別連接到溫度巡檢儀上，測溫架一般在室溫下入爐，送電升溫后，當溫度達到試驗溫度后，應適當保溫一段時間，預先檢測一下各檢測點的溫度。經判斷確知爐子達到熱穩定狀態后，測量各檢測點的溫度，計算爐溫均勻度。爐溫穩定度反映了熱處理爐在試驗溫度下的熱穩定狀態時控溫點溫度的穩定程度，具體檢測過程與爐溫均勻度檢測過程類似，用爐溫均勻度檢測過程中在控溫點上所測得的溫度，計算爐溫穩定度。表面溫升反映了熱處理爐在最高溫度下的熱穩定狀態時，爐體外表面指定范圍內任意點的溫度與環境溫度的差，具體檢測過程大致如下，在熱處理爐最高工作溫度下的熱穩定狀態時用表面溫度計或其他能給出可靠讀數的測溫裝置，先測出電阻爐的表面溫度，然后減去測量時的環境溫度即得到表面溫升。

技術要求

GB/T 10066.4-2004及GB/T 10067.4系列產品標準，按熱處理爐爐體結構不同，對爐溫均勻度、爐溫穩定度、表面溫升等主要技術參數，明確了技術要求，詳見表1。

表1 GB/T 10066.4及GB/T 10067.4系列產品標準技術要求

GB/T 9452-2012《熱處理爐有效加熱區測定方法》

適用范圍

GB/T 9452-2012《熱處理爐有效加熱區測定方法》由全國熱處理標準化委員會歸口。本標準適用于評定熱處理爐內滿足熱處理工藝規定的加熱溫度和溫度均勻性的有效加熱區，不適用于連續加熱爐中沒有固定的工藝規定加熱溫度或不要求溫度均勻性的加熱區。本標準規定了熱處理爐按爐溫均勻性分類、實施條件和測定周期、檢測裝置、檢測方法、有效加熱區的評定等。GB/T 9452-2012主要應用于一般熱處理爐日常生產有效加熱區測定。

檢測參數

GB/T 9452-2012涉及熱處理爐檢測參數主要有溫度均勻性和有效加熱區2項試驗項目。溫度均勻性反映了熱處理爐實際保溫溫度相對于工藝規定溫度的精確程度，是指各測試點溫度相對于設定溫度的最大溫度偏差。有效加熱區反映了熱處理爐經溫度檢測而確定的滿足工藝規定溫度及溫度均勻性的工作空間。具體檢測過程大致如下：根據工藝溫度要求，選擇熱電偶、補償導線、溫度巡檢儀等，根據熱處理爐子結構和假定有效加熱區，選擇熱電偶位置及數量，將熱電偶固定在測溫架上，通過補償導線連接至溫度巡檢儀，將測溫架送入爐內，通電升溫至設定工藝溫度，開始采集數據，計算溫度均勻性，確定有效加熱區。

技術要求

GB/T 9452-2012按溫度均勻性高低將熱處理爐分為7類，對有效加熱區溫度均勻性、控溫儀表準確度、記錄儀表準確度、測量周期等，明確了技術要求，詳見表2。

表2 GB/T 9452有效加熱區溫度均勻性檢測技術要求

HB 5425-2012《航空制件熱處理爐有效加熱區測定方法》

適用范圍

HB 5425-2012《航空制件熱處理爐有效加熱區測定方法》由中國航空綜合技術研究所、中國航空工業集團公司航空材料標準化技術負責單位歸口。本標準適用于航空制件熱處理用周期爐及連續爐的有效加熱區測定。本標準規定了航空制件熱處理爐和工藝儀表分類與要求、有效加熱區測定的測定周期和測試溫度、測量系統、測量方法等。HB 5425-2012主要應用于航空制件熱處理爐日常生產有效加熱區測定。

檢測參數

HB 5425-2012涉及熱處理爐檢測參數主要有溫度均勻性和有效加熱區2項試驗項目。溫度均勻性反映了爐子有效加熱區在一定時間內不同位置的溫度相對于工藝溫度的偏離程度，也稱為溫度偏差。有效加熱區反映了爐膛內經溫度檢測確定的滿足熱處理工藝和溫度均勻性要求的允許裝料空間，也稱為工作區。具體檢測過程大致如下，首先將所有測量儀表器具（熱電偶、補償導線、溫度巡檢儀等）按要求校準或檢定合格，采用合適方式將熱電偶固定在測溫架上，將測溫架放在熱處理爐內預先規定的工作區，將熱電偶引出端通過補償導線連接至溫度巡檢儀，將熱處理爐送電升溫至規定測試溫度，記錄各測試點溫度，計算溫度均勻性，確定有效加熱區。

技術要求

HB 5425-2012按有效加熱區溫度均勻性要求將熱處理爐分為6類，對有效加熱區溫度均勻性、控溫儀表準確度、記錄儀表準確度、正常測量周期等，明確了技術要求，詳見表3。

表3 HB 5425有效加熱區溫度均勻性檢測技術要求

AMS 2750E《高溫測量》

適用范圍

AMS 2750E《高溫測量》由SAE（國際汽車工程師協會）發布，由SAE技術標準委員會下設的AMS（航空理事會管理的航空材料工程委員會材料組B委員會）歸口。本規范為美國宇航材料規范，適用于航空航天材料熱處理過程中用到的熱處理設備的高溫測量要求。本規范主要應用于航空航天行業產品熱處理質量體系認證（如NADCAP認證等）熱處理爐檢測。

檢測參數

AMS 2750E涉及熱處理爐檢測參數主要有系統精確度測試（SAT）和溫度均勻性測試（TUS）2項試驗項目。系統精確度反映了熱處理爐控溫區顯示溫度與實際溫度的偏差，與熱電偶、補償導線、儀表精度等因素有關，具體檢測過程主要是用已校準測試儀表/導線/傳感器讀數或數值與熱處理爐控溫儀表/導線/傳感器現場比較進行測量。溫度均勻性反映了熱處理爐有效工作區內爐內溫度相對工藝設定溫度的偏差，與爐體結構、保溫材料等因素相關，具體檢測過程與HB 5425溫度均勻性測量類似。

技術要求

AMS 2750E按有效加熱區溫度均勻性要求將熱處理爐分為6類，對溫度均勻性、系統精確度等核心技術指標，明確了技術要求，詳見表4。

表4 AMS 2750E溫度均勻性及系統精確度技術要求

JJF 1376-2012《箱式電阻爐校準規范》

適用范圍

JJF 1376-2012《箱式電阻爐校準規范》由全國溫度計量技術委員會歸口。本規范適用于工作溫度不高于1300℃的箱式電阻爐校準，其他類似電阻爐也可參照本規范進行校準。本規范主要應用于我國計量系統箱式電阻爐溫度量值溯源校準測試。

檢測參數

JJF 1376-2012涉及熱處理爐測量參數主要有爐溫均勻度、爐溫穩定度、爐溫偏差等3項。爐溫均勻度反映了熱處理爐工作區內在校準溫度穩定狀態下的溫度均勻程度。爐溫穩定度反映了熱處理爐在校準溫度下的熱穩定狀態時控溫點溫度的穩定程度。爐溫偏差反映了熱處理爐在校準溫度下的熱穩定狀態時，控溫儀表顯示溫度的平均值與工作區中心測溫點上實際溫度的差值。爐溫均勻度及爐溫穩定度測量過程與GB/T 10066.4-2004類似。爐溫偏差測量過程是在爐溫均勻度及爐溫穩定度測量的基礎上，經校準取測溫儀器各測點溫度最大值和最小值與工藝設定溫度的差值計算得到。

技術要求

JJF 1376-2012按工作溫度范圍不同，對熱處理爐的爐溫均勻度和爐溫穩定度等技術參數明確了技術要求，詳見表5。

表5 JJF 1376爐溫均勻度和爐溫穩定度技術要求

結束語

綜上所述，GB/T 10066.4-2004、GB/T 9452-2012、HB 5425-2012、AMS 2750E和 JJF 1376-2012等5項熱處理爐溫度檢測技術標準規范歸口于不同的標委會組織，雖然技術參數的名稱和檢測方法有類似之處，但適用范圍不同，應用領域不同，參數定義不同，技術要求不同。因此，我們在生產管理質量體系認證過程中，選擇正確的技術標準規范作為熱處理爐質量評價依據是十分必要的。