真空热处理炉现场检漏的理论分析法(2)
图1 所示的设备，有一次在正常工艺运行的过程中，真空炉加热区的真空度突然快速下降，观察淬火区的真空度基本正常没有变化，当加热区的真空度低于淬火区的真空度后，加热区的真空度仍然下降，淬火区的真空度还是正常没有大的变化，派设备操作者检查设备上加热区真空泵的工作情况，回报都工作正常。工艺过程是在回充气的过程中发生的，立即让设备操作者去检查回充气储罐的压力表变化情况，回充气储罐的压力在连续下降，初步确认可能是回充气阀有问题，马上让操作者把储气罐的供气阀关上，这时加热区的真空度开始上升，从而证实了确实是回充气阀泄漏造成的加热区的真空度下降。站在控制室里观察仪表的变化情况，派操作者分头去检查泵和储气罐的变化情况，3 min 内就把故障排除了。其实当时脑子里还想了很多，首先排除了测量系统的故障，真空规的污染对真空度的影响应该是一个缓慢变化的过程；也不会是真空室内工件表面放气引起的，因它不会产生如此大的脱气量；一定是突发的大漏孔引起的。这种漏孔的泄漏一般不会发生在静密封处，多发生在动密封处，马上想到加热区的动密封有几处，目前的工作状态与哪部分有关，既然是在热区回充气的过程中发生的，那么就是它的问题了。停炉后检修阀门，从根本上解决了问题。再举一个淬火区的真空度的问题。从图1 我们可以看出：由主粗机械泵和罗茨泵组成的抽气系统，同时连着热区和冷区，开炉时先由它抽热区，当热区达到一定的真空度时，由它转抽冷区，而这时由前置机械泵和扩散泵组成的抽气系统抽热区。有一次开炉后，先由主粗机械泵和罗茨泵组成的抽气系统抽热区，然后转抽冷区，由前置机械泵和扩散泵组成的抽气系统抽热区。热区的真空度达到了极限真空度，而冷区的真空度达不到要求，检查泵的工作状态都正常，机械泵也定期进行气镇了，初步判断冷区有泄漏，热区的真空度正常，说明不是中间门的问题，如果中间门有泄漏，冷区的真空度反而会提高，因热区的真空度高，前置机械泵和扩散泵组成的抽气系统会帮着抽冷区。从冷区经常活动的部位就只有前门了，初步怀疑前门密封有问题，再者检查前门密封是最容易的，也不需要拆设备，属于正常的维护，停炉更换密封后问题解决了。
4、真实泄漏的判断
真空热处理设备在使用过程中，如果经过长时间的抽真空还达不到设备的极限真空度，造成的原因是多方面的，有可能是实漏、即设备的某个部位确实存在泄漏。还有很多情况是虚漏、即不存在真实的泄漏，有可能是设备的抽气系统存在问题，如真空泵的工作状态是否良好，扩散泵油是否污染、氧化了，真空泵的油位是否不足，泵油是否乳化等；真空测量仪表是否有问题、真空测量规是否污染了；再有就是材料的放气、解吸、凝解气体的再蒸发等。这时就需要采用静态升压法，利用设备上的真空表，每隔一定时间读取一次数据，绘制静态真空的压力- 时间曲线，然后根据曲线的情况判断达不到真空度要求的原因。
图2 是采用静态升压法，测量绘制静态真空的压力- 时间曲线时，可能出现的几种曲线。实际测出的曲线同图2 中的A、B、C、D 四条曲线中的哪条曲线接近，那么真空度上不去原因就属于哪类了，根据实际情况查找原因。
图2 静态真空的压力- 时间曲线
直线A 的压力不随时间变化，且其值高于设备的极限真空度，那么真空度抽不上去的原因，就是抽气系统或测量系统的原因了。曲线B是存在放气的原因造成的。直线C 表示存在真实的泄漏。曲线D 是B 和C 的叠加，即设备同时存在着漏气和放气。
若设备存在严重的放气，有可能掩盖真实的泄漏，所以使用静态升压法测量绘制静态真空的压力- 时间曲线前，要先进行净化、脱气处理。
5、确定泄漏的部位
使用真空热处理设备的企业，特别是小企业一般都没有配备专用的真空检漏仪器，本人认为以理论分析判断为主、辅之以简易的检漏方法来解决真空热处理设备的现场检漏问题，是设备出现真空问题时的首选。理论分析判断的前提是设备的使用、维护要有记录，真空出现的异常要有数据。简易的检漏方法是指不使用专用的检漏仪器、利用设备上的抽真空系统和真空测量仪表来检漏。我们用的简易检漏方法，实际上就是参考文献[1]中的真空计检漏法，参考文献[3]中介绍的升压检漏法也是这种方法，只需要一点丙酮就可以了，当设备抽真空至极限真空状态并稳定后，在怀疑的部位涂丙酮，同时观察真空仪表的变化就可以了，为可靠起见，应在压力恢复初始值、并趋于稳定后再涂液体。如果几次涂液结果相同，即可确认该处有泄漏。对于真空热处理设备的检漏，专业正规一点，要有一台氦质谱检漏仪，具体的使用方法，参考文献[1]和[3]都有详细的论述。
6、真空热处理设备检漏需要注意的问题
在真空热处理设备的检漏过程中应该特别注意几点：①真空检漏时，特别是没有专用仪器的情况下，千万不要怀疑哪漏就拆哪，拆了一个来回也没有找到真实的漏源，反而造成了新的漏源。一定要认真分析，有把握后再拆。②在开始检漏时，一定要把容易排除的因素排除掉，例如真空泵的油位是否符合要求，因它直接影响泵的抽速，是否需要气镇，抽真空系统各泵的工作是否正常。就像自行车补带一样，首先要检查一下气门芯是否漏气，然后再扒带，不要扒完带后才发现是气门芯漏气。③使用中要注意设备的维护和保养，设备的运行、维护保养以及每次维修都要有记录，便于设备出现异常时，对问题的分析判断。④图1的真空炉是我公司的第一台进口热处理设备，对其比较重视，有专门的技术人员负责指导该设备的正确使用和日常的维护保养，所以设备哪坏过、哪容易坏他都心里有数，对设备使用、维护保养过程都了解，出现问题分析起来能够得心应手。⑤将设备的检漏纳入日常的维护保养，发现气密性下降就及时解决，不要等到设备无法正常工作了才维修。
我们的这台真空热处理设备，由于维护保养的好，十几年里一直连续开炉，没有出现大的故障，为公司创造了巨大的经济效益。
参考文献
[1] 徐成海. 真空工程技术. 化学工业出版社, 2006 年8月第一版.
[2] 张继玉. 真空热处理炉的检漏. 真空, 1992, (4):49- 53、58.
[3] 张伟,陈华锋,段成君. 真空设备的检漏. GM通用机械,2006,(10):52- 54.
