热处理安装调试得失分享

察哈尔汗

过去的这几年比较忙碌，加上公司信息保密制度和监控制度的原因，上网较少，上了论坛也不能发多技术相关的东西。这两天终于得闲了，逛逛论坛，把自己的经验教训整理整理。为什么要写出来呢？因为很多时候有些东西自己觉得明白了，可当你要把它写出来的时候，总感觉还是有些欠缺或者不够通顺，加之几年没深入了解技术，东西又写得比较杂，就当与大家一起探讨吧。本文正文不推荐任何设备供应商，不涉及任何一家公司的工厂。
同时，新年临近，提前祝各位同仁新春快乐！

察哈尔汗

一．        设备选型
说到设备选型，其实分好几种情况。
首先，从公司性质来讲，是独立新建公司还是大公司的下属公司？如果是后者，设备选型或供应商选择自然会参考总公司，而前者更多的是看同行业或技术负责人的经验和经历。
其次：公司处于什么阶段，公司的和客户群又是什么状态，公司的发展愿景是什么，上热处理项目的原因是什么？有的公司自己想做热处理可能是因为外协成本高，质量不稳定，交货期长，质量纠纷多，物流费用高，如果是这样，其实大可不必上热处理，热处理的运行成本太高，如果生产安排不满，太浪费钱了。如果公司产能不大，最好选周期炉，适用于多品种小批量。如果好大喜功，很容易血本无归。还有些工厂买了大牌公司的设备或仪器，却不是用来生产或检验，因为这些是为参观而准备的，无语。你摆在那里不创造效益，只为给自己打广告？这个广告费有点贵啊！
选型，不仅仅是生产设备（炉子），还包括了淬火介质，气氛类型，还包括了这些项目的供给方式。如：是用氮甲醇气氛还是吸热式气氛？气体是用罐装的还是瓶装？是用压力泵加压还是靠重力自流？吸热式气氛是用天然气还是用丙烷？显微镜是用正置的还是倒置的？买不买光谱？买什么功能的？淬火油冷却方式是水冷还是油冷或是空冷？很多方面从选型开始决定了后续的基建和安装调试。
选型，也是在选择供应商，如果是日常消耗类的，建议尽量选择就近的。譬如我在东北/江南，就要考虑大雪/大雨对消耗类气体或物料运输的影响。

dzkyx1314

察哈尔汗 发表于 2022-2-8 15:31
对于炉砖，使用中升降温对其寿命影响也很关键。频繁升降和较高温度下空冷很致命。
千万不能降降起降起

正常使用情况下呢，快速降温到是不会，短时间停炉升温也会相应的保温的。但是大修后直接200度烘炉听您这么说一说，确实有点不妥，我在想，后序应该改善在100-300这个两个点保温相应的时间。

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说到安装调试，其实这时我们设备已经完成了选型，基建也完成了，不过我还是想把这部分也包含进来。大纲暂时一共分了六个部分，设备造型，基建，安装，调试，质保，安全。重点是安装，调试和安全这三个部分。肯定不是很全面甚至有些错误，希望能起个抛砖引玉的作用，起个话题，让大家共同探讨。

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二．        基建
包含两方面，一方面是厂房整体规划，一方面是热处理附属设施施工。
厂房整体规划，要考虑设备选型，如果有地坑，那么承重是否受影响，是否需要更新设计？如果有油淬，是否屋顶可打开通风？电缆和气体管线是走地沟还是走桥架？冷却水循环是开放式的还是封闭式的？热处理有无备用电或双路供电？热处理与其它厂房之间的物流周转及热处理内部的物料流和功能区划分要怎样做到精益？
附属设施施工，要做到合理和节约，管线的布局是互相干涉或影响下一步的安装？如有滴水或凝结水珠是否会落在电气柜或淬火槽？各种气体是罐装，瓶装还是城市管线？气体管路是否美观，设计是否便于以后清理更换或延伸扩展？精密仪器是否有对地电阻的要求？

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在这里有几个建议：第一：如果是设备供应商能做附属管路，最好相关的管路设计施工也交给他们，这样一来能在整体合同谈判中更容易获得折扣，二来能省去将来不同供应商间技术沟通和扯皮带来的时间成本浪费。第二：给后续扩产扩建预留接口。如果一个公司规模扩了，就说明老板也阔了，说明产量足够，产能不足，这时谁会给你时间停产切断介质？
按照三同时，建厂就要开始准备环评了，要想到可能的审批。现在好像用丙酮作为富化剂的少了，改用丙烷的相对多。一方面是液气转化，是否容易积碳等工艺方面的原因，更大的原因应该就是丙酮这种物品涉及到的审批和检查了吧。哪些危险化学品属于甲类？设计时是否考虑了当前容量和以后容量，不是一样的储量也许风险等级是不一样的。安全距离是否足够？

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在有些基建前是否与设备供应商进行了技术沟通？热处理配电柜要选多大的，加热电和控制电要留多大的预留功率？成套生产线说明书中写了多个单独设备功率，不要按单个设备分开配备电气柜，要一条线一起考虑。如果铺设好的地面再开挖，就比新建更费时间和金钱，如果事先做好预埋，许多麻烦都省去了。如果是旧场地（满足新设备要求）上新设备，能否最小限度减少工程量从而最小的影响原有设备？地面的水平度要求是多少？是刷环氧地面还是做水泥硬化？是全刷还是部分刷？有些设备或仪器，对环境要求比较严苛；有些设备又对环境影响较大或对电网或周边有冲击，都会影响整体规划和基建。

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三．        安装
安装，不仅仅指的是到厂后的安装过程，还要考虑如何入厂。有些内容是可以在签订合同时就规定好的，有的公司如果规定了从运输到就位全由设备供应商负责还简单些；有的公司是自己找吊装公司负责卸车、就位，那就要多考虑一些；还有的公司有自己的起重队，那样沟通协调就更方便些。无论哪种方式，作为负责人我们都应该多上心，毕竟设备出现损坏，我们都会直接的在经济上受到影响，更显而易见的在项目进度上会受影响。我一般会从供应商的车辆下高速开始考虑，从哪里下高速，是否有限高限宽或有承重要求的桥梁或涵洞，这些信息要在供应商装车前通知对方；设备进入厂内后走哪个门哪条路进入场地或哪里卸车，或是大货车直接拉进热处理车间，还是用叉车运或坦克轮？最大单件重量，最高最宽的单件尺寸，车间最大最小高度是多少？吊车最高能举多高？这些也都要和供应商和吊装的人沟通好，避免出现吊车叉车吨位不足造成的安全事故或时间浪费。吊车吊点的选择，怎样尽量保证设备相对水平地落下和就位，可以保证人员和设备的安全，也能保护地面减少破损的可能性，其实这一点也可以在设备设计时让设备厂家做出优化。

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安装时肯定会用电进行切割或焊接，如果有密封焊，那么就要考虑用电点能否满足焊机的要求。一般焊接电流在30A左右，插座很难保证持续焊接，也就失去了密封焊的意义。焊接环境是否安全，对周边地面，设备，人员有什么影响？密封焊的劳动强度大，产生粉尘多，消耗空气中的氧气多，这些如何解决（会在安全一节提及）？相信很多人都遇到过安装过程中的工具或电缆失窃事件吧？那么安装时的防火防盗措施如何？
设备安装时的安全工作要做好，首先把现场的5S做好，东西摆放规矩有序，脚下清清爽爽，不乱接线，气瓶按要求和固定，所有这些是减少风险的措施，也是减少二次伤害的措施。其次是正确配戴PPE（个人防护装配）。

察哈尔汗

安装时可能供应商来人比较多，用餐问题如果让他们自己解决，食品卫生不说，消耗时间也是个问题。我一般的作法是在技术协议或合同上为供应商争取用餐的权益，和我们的员工一起用免费午餐，他们自己省了钱，我也没花太多钱，可以为安装过程节省时间，也让安装师傅们能有个相对舒畅的工作心情，更能拉进双方感情，促进工作中的业务交流。用一份免费午餐，减少他们的奔波，相对增加工作时间，提高他们工作效率，所以说这些不是人情世故，而是如何将效益最大化。
这段比较短，但我认为有必要单独重点强调

察哈尔汗

有人说设备安装是设备供应商的事儿，他们装好调好我们用就行了。那么我要问一句，这是谁的设备，设备是谁来操作？在安装时有一两个骨干和供应商安装人员在一起，搭把手是其次，一定要多看多问多想，设备是如何连接的，安装过程中又有哪些要点会影响设备稳定性，维修和排查故障时有什么注意的点，哪里容易出什么故障等等，安装过程中这些自己看到的，想到的，印象会比坐在培训室里对着屏幕看到的听到的深刻的太多太多，又有什么培训比实操效果更好？正如那句话：纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。我在第一次接触设备安装调试时，还是一名普通的热处理工程师，当时就是和设备供应商的工程师一直在一起工作，一个尽心教，一个尽力学，设备相关安装、调试和故障处理经验增长非常迅速。后来设备运行后有什么故障，我在电话里就能分析原因和给出解决方案。
安装时的问题，不要留到调试甚至验收时去发现和解决。安装过程，是设备整个生命周期里的第一步，很多设备运行初期的故障大多是因为安装时的失误或瑕疵造成的。设备的水平度，高度差，中线是否对齐，料道宽度是否一致，推料是否走直线，密封是否合格，线路是否有虚接等等很多点都要一一检查，安装一步，检查一步，整改一步。

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四．        调试
热处理设备调试阶段一般分为冷调和热调。
冷调是设备初步安装完毕，未加热时进行，主要对设备的动作运行进行测试。一是看动作的正确性，二是运行的平顺性。所谓正确性，就是你让设备前进它是否前进，它显示前进到位你看是否到位。如果有的线接反了，它可能不前进，甚至可能倒退，如果限位位置不对，就可能出现误报。因为很多时候前进或后退动作时可能有好几个减速点或等待点，手动操作设备时是用点动还是常按？操作设备的人和观察设备到位与否的人如何沟通？有时还有人在设备内部观察，手机信号不好，声音传递也不好，如果配合不好，可能会发生安全事故。我一般会用两到三个通讯手台，双方即时通话。平顺性，一般是在确认设备功能正确齐全后用料盘连续测试动作和功能稳定与否，因为有些动作或限位，可能在轻载时反馈不一定真实。我一般会选择与实际工况相近和重载进行测试。冷调时，如果炉顶有多个循环风扇，要注意下旋转方向，一般推荐相邻的风扇旋转方向相反。
冷态为热态考虑选择合理的预留尺寸。因为金属在冷热状态下的尺寸不同，要考虑形变对限位杆和料盘的影响。如果在冷态下是完美的配合，到了热态运行时未必就是最好的位置了。虽然有些数值是需要经验积累才能得到的，但想没想到这个问题，同样是经验的体现。

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烘炉，是热处理炉在投入使用前的必须步骤。在砌砖前由于砌炉材料和空气中有大量水分，如果不将这些水分驱除，对以后的炉砖寿命和气氛稳定性都有诸多不利因素。大家都说烘炉时低温阶段要时间长一些，具体哪个温度段最关键，哪个温度段应该时间长一些，每个人说法不一，我查阅了大量资料，找到了相应证据。水分在热处理炉砖中有两种形态存在，一是游离水，一是结晶水，前者多是在砌炉时因使用泥浆等材料产生，后者是已经和炉砖深层次结合在一起的以离子态存在的。
众所周知，水转变为水蒸气的临界温度是100℃，但在110℃时游离水才大量变成水蒸气。在这个温度下，炉砖的脱水量大，脱水速度快。 如果这时水分排出太快，炉砖内部残存水分扩散速度小于表面层的蒸发速度，内部水分受热变成水蒸气，产生膨胀，这样炉砖和炉墙表面将发生龟裂，降低粘结强度，所以这个温度段附近升温不应太快，保温时间应相对延长。300℃是结晶水变为气体的温度，也同样要有足够的烘炉时间才能彻底排出结晶水。
热处理的中高温段烘炉的作用也是不可忽视的。600℃是完成晶型转化和聚合作用的温度，800℃是达到设计要求的烧结强度的温度点，在这两个温度时也应相对较长的保温时间，以使其相应的效果得以发挥作用。也有一些公司对烘炉何时达标有相应标准，一般是以露点达到零下多少度为标准。

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烘炉时如果有淬火油槽点火头的，应该关闭点火头，因为其燃烧过程会产生水和二氧化碳，水会使露点检测值升高。如果是可充氮的炉子，可以将氮气充入，加速炉内气体排出。烘炉合格，应该在使用温度，对所有热电偶进行一次SAT测试。
预渗，记得包头的王老师曾经将热处理与厨师做以类比，那么我觉得预渗这个操作，可以当成是新锅开锅的那一步。预渗一般都是按不同碳势段由低到高来渗，让全新的炉砖里的碳浓度慢慢积累，慢慢达到平衡。这个过程也是对碳控系统初步校正的过程。也有的单位在预渗合格后做SAT和TUS实验，或在TUS实验时放样块，通气氛，测试碳势均匀性。其实后两个实验的结果有强烈的关联性，温度高的地方，渗碳深度也肯定深。
烘油，如果淬火油中水含量大，对工件淬火质量会有不利的影响，严重的会有安全风险，所以在新油投入使用前最好进行烘油。烘油温度推荐100-110，开搅拌，加速水分排出。

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炉子烘好了，预渗完了，可以开始做实验了。一般都要有一个九点或五点测试，看看硬度，渗层是否均匀。如果是连续炉，批量时应该考虑小批量和大批量等不同生产量的影响，以更好地判断设备的碳控精度与稳定性，毕竟一盘和多盘，半炉和满炉时的炉内状态是不同的。
报警，实验和批量合格了，很多人认为可以验收了，其实这忽略了一个很重要的问题就是报警测试。这个问题其实从冷调开始就应该逐步开始了。关于报警，肯定不会整个安装调试过程中所有报警都会出现，报警不主动出现，我们就模拟出现，将每一个报警触发出来。
培训，可真的不是坐在教室里对着大屏幕，也不是围在设备旁一个一个人讲一伙人听，还能窃窃私语。要保证培训效果，最好是一个人给三个人讲，最多不超过五个人。培训内容要包括理论和实操。
另外，没有考试考核的培训，就是走过场。

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五．        质保
质保，一方面针对设备本身出现的损伤，一方面也要针对产品特性出现的不稳定情形。
设备本身的质保，除去质保期内出现质量问题外，也应包括在安装调试过程中未能发现或未显现的问题进行处理。这些在技术协议中或验收报告中应该提前体现，以免纠缠不清。同时对故障响应时间也应该有相关约定。
易损件与消耗品清单，这个清单中应该不仅包含物品名称、品牌、型号，还应该包括建议库存量、常规采购周期等信息，方便我们建立自己的库存并提前准备好备件。其实，我个人建议还要准备两个清单，一个是高价值物品清单，一个是长采购周期物品清单。
有的炉子刚刚验收时加工出来的产品都是合格的，可几个月后，炉子状态有了改变，产品质量也可能会出现波动，这种情况不能说常见，可是也并不罕见，这时也应该由设备供应商与我们共同探讨、分析、解决。毕竟他们对设备的了解程度比我们强，遇到的案例也比我们多，所以，有丰富的经验供我们借鉴。

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六．        安全
刚刚参加工作时，老师傅给我们讲安全时说：在工厂一辈子，退休能落个全尸就不错了，吓得我们干活可小心了。记得有一年参加企业负责人安全培训时，安监局的一位老师说过一句话：不要将自己的事故让别人当成的故事来讲。现在，我的部门凡是有新员工入职，安全培训这块全是由我自己以过往安全案例来亲自演示和讲解。我每次都对他们说：如果你在入职的半年内受伤了，是我的责任，是我没培训到位，如果三五年后受伤了，更多的是你们自己松懈了，大意了。

察哈尔汗

热处理一直是生产中的安全重点单位，热处理危险因素数量远远高于机加工。除了电，机械等机械行业都存在的，各气体介质，高温，火灾，爆炸，有限空间作业，高空坠落等都是热处理行业不得不重视的风险因素。再强调一下：我不是说热处理风险高，只是为了表达热处理风险因素多。

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先说火灾，我这么多年以来接触过的工厂和同仁，没有遇到过一个工厂没发生过火灾的。但是其中大部分都是可以预料到和避免掉的， 大部分更是可以原本将损失降到更小的。热处理火灾一般分两种，一种是电气起火，如辐射管击穿漏气，如果做好点检提前发现电流输出异常，还用等到辐射管击穿，气体将电缆烧坏？另一种是淬火时油起火，诚然，淬火时起火的三要素同时存在，等工件入油后就不会起火了。如果淬火槽里有一盘工件，不做好交接，没取出这盘工件，你再放进去一盘肯定起火。如果有灭火系统，不定期测试，起火时灭火系统不起作用怪谁？

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安装调试阶段的火灾，更多是因为焊接时火星迸溅，地面上如果有杂物，就容易被引燃。还有就是烘炉结束开始通气预渗时，如果排潮口未封闭，就会有火苗出现，如果排潮口离电缆近了，就可能将电线引燃。
大家常说井式炉淬火时容易起火，我给出三点建议：一是选择淬火专用起重机，起重机里专门有一种适用于此环境的，也有相应的国家标准。二是定期清理起重机，很多时候火起来后是沿着钢丝绳“爬”上去了，引起更大火灾。三是起重机的下降速度一定要够快，模糊记得一般不小于每分钟20米（更准确信息请以国家标准为准）。关于灭火器，热处理最好用二氧化碳灭火器，既能灭火又能降温，对淬火介质影响也小。
各种气体介质这块儿，有两种风险，一是起火和爆炸，二是窒息。有几个点要注意：一是不要完全相信手阀和电磁阀，你觉得关严了，没通电，但能保证不泄露吗，多少教训摆在那里了。二是做好点检，我很讨厌点检划钩这种方式，要填写实际数值，这样能看其是否在规定范围内，也能看出其变化。三是吹扫量的计算，很多人都说五倍炉膛体积，这个五倍体积怎么来算，不是光看流量表示数乘以时间，资料显示还有温度差，如果你不算温度差，肯定充气足够，不过也造成能源和时间的浪费。用气体吹扫了，不爆炸了，但不代表人能进入，所以一定要测量氧含量并保持通风，这里也涉及到了受限空间问题。

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受限空间：我们涉及到的有炉膛内，油箱油槽内，储罐内等封闭半封闭区域，与外界相对隔离，出入口较为狭窄，自然通风不良，易造成有毒有害物质，易燃易爆物质积聚或生成，氧含量不足的空间，作业人员不能长时间在内工作。无论我们自己的员工还是供应商人员，都要注意，不能让一个人在受限空间长时间作业，要有专人看护或轮换作业，同时要有警示标志，作业完成时要确认人数和设备状态。如：安装炉子时的密封焊，空间本就狭小，焊接消耗氧气，生成有害物质，这时我们最好加一个大风扇，将空气强制对流。近几年关于气体液体储槽、窨井等受限空间的事故也是时常在各种媒体上时不时见到。关于受限空间，我听老师傅们说过的最恐怖的一个事故就是有人在没升温的炉子里偷懒睡觉，别人也不知道，然后这个炉子就升温了……
高温作业：一定要正确选择和配戴个人防护装备，正确地使用正确的工具辅具，确保周边安全的前提下作业。如：一个简单的定碳操作，如果不用耐高温手套，你可能就会被烫伤；如果你正确地取出定碳杆，你也不会被烫伤；如果你不被烫伤，你就不会滑倒或摔倒，从而导致更严重的伤害。在发生工伤时，没有那么多如果，有的只是追悔莫及。