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热处理氮控系统方案

文章出处：洛阳西格玛智能电阻炉人气：0 发表时间：2022-04-29

热处理氮控系统方案（实用版）
渗氮又称氮化，指使氮原子渗入钢铁工件表层内的化学热处理工艺，其目的是提高零件表面硬度和耐磨性，以及提高疲劳强度和抗腐蚀性。
氮化工艺中氮势控制的重点
氮化处理在工业上应用日趋广泛，具体根据工件的要求进行控制处理，过高的氮势对合金钢，只影响化合物的氮浓度（脆性）和厚度，并不明显影响其扩散层的硬度值。对碳素钢，氨分解率对化合物层的硬度和厚度明显影响，是软氮化工艺中控制的重点。
常用的测量方法：在软氮化工艺中，或者氮化工艺需要在炉气中添加没有渗氮能力的氨分解气或者氮气时，常使用氢探头测量，通入炉内的气氛全部为氨气时，可以真实准确的测量氨裂解后生成的氢含量，再通过氢含量计算氮势，但由于近年来各种氮化工艺的发展，有些氮化技术，通入炉内的气氛除氨气之外，还通入了加快气氛冲刷速度的氮气、二氧化碳、甲醇、水等。如果仅使用传统的测量方式，所取得的值并非真实数据，普通的氮控系统操作复杂，无法实时跟踪气氛比例，不能达到实际工艺需要，甚至造成渗氮工艺的偏差。
方案亮点
▼自动补偿氮势功能
运用带流量远传变送的流量计，排除掉除氨之外其他的气体所占的比例，仅计算由氨分解生成的氢含量，准确计算炉内实际氮势值。
▼固态MEMS热导传感器
一种微电子与精密机械结构的一体化结构，精度测量气氛中的热导率，然后代入测量出的其他气体含量，使用补偿算法精度计算氢含量，相较于传统的铂比热导传感器，具有测量精度高、灵敏度高，温度漂移小等点。
▋系统组成（实用版）
一、氮势控制主机由热导式氢分析、模拟量采集模块、PID控制器、嵌入式人机界面组成。QQ截图氮势控制主机外形为：壁装式机柜，外部尺寸为：1600mm(高度）*600mm（宽度）*300mm（厚度），可放置在现场合适位置（建议与炉控机并排放置）
10寸嵌入式触摸屏，将各传感器测量的实时流量、氢含量值汇总，计算实时氮势与氨分解率。
二、氢探头：内置MEMS热导传感器，利用H2气体和其他气体热导率差异很大的特性对被测气氛中的氢含量进行测量。可有效的防止氮化气氛在低温下结晶以堵塞气路、污染气池。保证完整测量和记录渗碳气氛中的氢含量，同时，超低的零点漂移和量程漂移，大大降低了维护工作量。
三、远传型转子流量计/比例调节阀

▋分析仪技术参数
取样点位置：氮化炉尾气排空管道
分析参数： NH3、H2、N2、氮势Kn值，氨分解率
测量范围： NH3/0-100%、H2/0-100%、氮势/0-100、氨分解率/0-100%
分辨率：NH3/0.01%、H2/0.01%、氮势/0.01、氨分解率/0.01%
操作压力： 500Pa≤正压≤30kPa
操作温度：-10-60℃
响应时间：小于1秒
维护周期：<2次/年
标定周期：<2次/年

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