江智軒，匡翠華

昌河飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司 江西景德鎮(zhèn) 333002

1 序言

熱處理爐作為特種工藝設(shè)備，控溫系統(tǒng)與記錄系統(tǒng)是設(shè)備的兩大重要組成部分。系統(tǒng)精度測試是將儀表/導(dǎo)線/傳感器的讀數(shù)顯示值，與已經(jīng)校準(zhǔn)的測試儀表/導(dǎo)線/傳感器的讀數(shù)顯示值進(jìn)行比較，判定測量的溫度偏差是否在規(guī)定的范圍內(nèi)。而系統(tǒng)精度測試的目的就是為了保證爐子每一控制區(qū)控制和記錄系統(tǒng)的精度。

系統(tǒng)精度測試的方法有比對法、替代法和免除法三種。免除法極少使用；替代法一般用于A型/B型儀表的負(fù)載測量系統(tǒng)[1]；比對法則是企業(yè)內(nèi)部被使用最為頻繁的方法。

2 井式淬火爐系統(tǒng)精度測試不合格問題

2.1 故障現(xiàn)象

一臺單區(qū)控制的井式淬火爐在定期檢測系統(tǒng)精度時（測試點200℃、350℃、500℃、650℃）發(fā)現(xiàn)在200℃工藝測試點控溫、記錄系統(tǒng)精度偏差已超過±2.0℃（測量數(shù)據(jù)見表1），無法滿足2類爐≤±1.7℃使用要求，因此設(shè)備無法使用。

表1數(shù)據(jù)對實際SAT測試數(shù)據(jù)記錄進(jìn)行了精簡，高溫測量標(biāo)準(zhǔn)AMS 2750F對SAT測試表格做了詳細(xì)的要求，使用比對法進(jìn)行SAT測試的表格應(yīng)至少包含被測傳感器系統(tǒng)標(biāo)識、SAT傳感器標(biāo)識（以及使用K或E分度時插入深度的標(biāo)識）、SAT儀表標(biāo)識、SAT日期與時間等[2]。

表1 井式淬火爐SAT測試數(shù)據(jù) （℃）

2.2 故障處理過程

由于熱處理爐的系統(tǒng)精度主要是受工藝熱電偶精度誤差、儀表精度誤差、接插件及延長線（補償導(dǎo)線）精度誤差等幾部分影響，所以通過分析系統(tǒng)精度測試及組成部分，當(dāng)發(fā)生系統(tǒng)精度不合格時，可以確定故障原因可能有以下幾點。

1）控溫儀表精度誤差過大。

2）記錄儀表精度誤差過大。

3）延長線/補償導(dǎo)線因劣化，絕緣層損壞等而導(dǎo)致精度超差。

4）工藝傳感器精度超差。

5）接插件氧化所導(dǎo)致的接插件精度超差。

6）SAT測試系統(tǒng)異常。

由于現(xiàn)場儀表常因周圍環(huán)境（溫度、濕度等）、時效等原因會導(dǎo)致測試精度出現(xiàn)變化，而儀表的測試精度也是系統(tǒng)精度誤差的重要組成之一[3]，故首先使用現(xiàn)場標(biāo)定儀器輸出標(biāo)準(zhǔn)信號對控溫儀表及記錄儀表進(jìn)行精度檢查，現(xiàn)場標(biāo)定測試如圖1所示。具體如下：首先脫開工藝熱電偶與補償導(dǎo)線處的連接，當(dāng)現(xiàn)場標(biāo)定儀器完全穩(wěn)定后，使用現(xiàn)場標(biāo)定儀輸出標(biāo)準(zhǔn)溫度信號；然后通過相同分度號的補償導(dǎo)線與接頭進(jìn)行連接，輸出至控溫、記錄儀表信號輸入端，查看儀表端顯示溫度值與標(biāo)定儀輸出標(biāo)準(zhǔn)值的差值大小，發(fā)現(xiàn)控溫儀表及記錄儀表均存在較大的測量精度誤差（標(biāo)定數(shù)據(jù)見表2），遠(yuǎn)超出控溫及記錄儀表正常使用的精度誤差范圍，這會直接對系統(tǒng)精度測試數(shù)據(jù)產(chǎn)生較大影響。

表2 現(xiàn)場儀表標(biāo)定數(shù)據(jù) （℃）

圖1 現(xiàn)場標(biāo)定儀測試

為此，需進(jìn)行現(xiàn)場儀表精度（帶補償導(dǎo)線）校準(zhǔn)工作。同樣使用現(xiàn)場標(biāo)定儀器輸出標(biāo)準(zhǔn)信號，結(jié)合儀表自帶的校準(zhǔn)功能進(jìn)行精度校準(zhǔn)。設(shè)備使用的控溫儀表為歐陸3208系列，記錄儀表為大華千野AH4706系列。歐陸3208儀表精度校準(zhǔn)功能在子菜單CAL-IDLE處開啟，分別進(jìn)行低點（200℃）和高點（650℃）校準(zhǔn)，校準(zhǔn)原理如圖2所示。經(jīng)校準(zhǔn)后標(biāo)定檢測控溫儀表精度誤差≤±0.1℃，控溫儀表測試精度恢復(fù)正常。

圖2 歐陸溫控儀精度校準(zhǔn)示意

大華千野記錄儀同樣存在精度校準(zhǔn)功能，該功能在記錄儀操作面板上的Inp Adj菜單處開啟。通過標(biāo)定儀器輸出對應(yīng)通道的零量程與滿量程信號進(jìn)行精度校準(zhǔn)，校準(zhǔn)原理與控溫儀表校準(zhǔn)類似，校準(zhǔn)界面如圖3所示。校準(zhǔn)后標(biāo)定記錄儀測量誤差≤±0.2℃，恢復(fù)正常。

圖3 大華千野記錄儀精度校準(zhǔn)界面

通過標(biāo)定儀器現(xiàn)場校準(zhǔn)溫控儀與記錄儀精度，減少儀表測量誤差，再次進(jìn)行系統(tǒng)精度測試數(shù)據(jù)≤±1.7℃，滿足使用要求，設(shè)備恢復(fù)正常使用。

3 AMS 2750F版對系統(tǒng)精度測試的相關(guān)要求

AMS 2750F版已于2020年6月29日正式發(fā)布，F(xiàn)版是在E版實施了8年的基礎(chǔ)上，基于審核中出現(xiàn)的問題、不符合項、PRI公告、高溫測量指南，以及技術(shù)的進(jìn)步，進(jìn)行了徹底重新編寫。新的標(biāo)準(zhǔn)對溫度傳感器/補償導(dǎo)線及其校準(zhǔn)、儀表的數(shù)字化及要求、SAT/TUS以及偏置的要求均做了明確的約束。其中針對與SAT相關(guān)內(nèi)容，首先，在高溫測量標(biāo)準(zhǔn)里明確規(guī)定加熱爐等級、儀表型號和系統(tǒng)精度測試間隔之間的關(guān)系，例如：1類爐A類儀表最大允許SAT周期為每月，最大允許SAT偏差為≤±1.1℃或±讀數(shù)的0.2%（兩者取大）；2類爐A類儀表最大允許SAT周期為每季度，最大允許SAT偏差為≤±1.7℃或±讀數(shù)的0.3%（兩者取大），在此不詳細(xì)描述。其次，進(jìn)行任何會影響SAT準(zhǔn)確性的維護(hù)，都應(yīng)重新進(jìn)行系統(tǒng)精度測試，包含但不僅限于以下情況。

1）更換了被測系統(tǒng)控制器。

2）更換了控制或記錄儀表。

3）校準(zhǔn)控制或記錄儀表時進(jìn)行了任何的調(diào)整。

4）如果引入內(nèi)部修正型偏置，刪除或修改內(nèi)部修正型偏置。

5）由于SAT失敗所實施糾正措施后。

在進(jìn)行SAT測試時，對SAT測試熱電偶測試位置也做了明確的規(guī)定。系統(tǒng)精度測試熱電偶的端頭（測量端）應(yīng)盡量靠近控制、監(jiān)控或記錄偶的端頭（測量端），其距離不應(yīng)超過3in（76.2mm），后續(xù)的系統(tǒng)精度測試其測試熱電偶的位置/方位/深度應(yīng)與第一次的測試相同。在實際測量中應(yīng)盡可能保持測試熱電偶端頭與工藝熱電偶測量端頭處在同一位置，并確保固定，保證在測量過程中兩熱電偶測量端頭位置無變化，這樣才能保證系統(tǒng)精度測試的有效性[4]。

AMS 2750F版里同樣規(guī)定了儀表的校準(zhǔn)周期，對于現(xiàn)場測試儀表最大校準(zhǔn)周期為每季度（因每季度交換時周圍環(huán)境差異較大，容易造成現(xiàn)場工藝儀表測量精度變化），最大校準(zhǔn)精度要求為±0.6℃或±讀數(shù)的0.1%（兩者取大）。按照AMS 2750F版要求，上述系統(tǒng)精度故障處理對現(xiàn)場控溫、記錄儀表校準(zhǔn)后應(yīng)出具相關(guān)儀表校準(zhǔn)報告，同時需注明是從接插件處進(jìn)行現(xiàn)場儀表校準(zhǔn)。

4 結(jié)束語

SAT測試不合格問題是熱處理設(shè)備在高溫測量時的常見問題，但通過上述故障也同時反映出高溫測量標(biāo)準(zhǔn)的重要性，標(biāo)準(zhǔn)里任何一條規(guī)范要求都是有意義、有作用的。由于AMS 2750F版目前處于換版執(zhí)行階段，國內(nèi)相關(guān)人員應(yīng)積極學(xué)習(xí)F版高溫測量標(biāo)準(zhǔn)，仔細(xì)研讀，按照規(guī)范要求執(zhí)行，以保證熱處理設(shè)備的合理、合規(guī)使用，同時也便于熱處理設(shè)備進(jìn)行相關(guān)特殊過程認(rèn)證。