氧探头在可控气氛加热炉中使用的要点及常见故障

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．在可控气氛加热炉中氧探头的使用要点1

）氧探头属于一种高精度、高灵敏感的传感仪器，其核心元

件氧化锆头是球状或管状结构陶瓷件，很容易受冲击破碎。在新的氧探头使用之前，应仔细检查氧探头是否受过碰撞，氧探头是否有弯曲，氧探头外管有无裂纹，探头部位氧化锆是否有裂纹或破裂、或有陶瓷状碎片；轻轻摇动氧探头，听听氧探头内部是否有响声。如有响声，可能是氧探头的氧化锆头已经破裂。（2）氧探头在安装时要注意安装位置须插入炉膛50～100mm，安装在炉气较稳定的区域内。不要靠近各种渗剂的滴注口、风扇附近；不要安装在炉内口、角落、振动大的的部位。如安装在井式炉炉盖等处时，应在氧探头前端加保护套并注意气氛流通良好。

（3）注意氧探头安装座与炉壳保持良好的密封性，不要漏气。氧探头联线使用屏蔽信号线，屏蔽不要接地，注意接线的正负极，zui好屏蔽信号线单独走线，防止信号干扰。（4）氧探头在室温装入炉内，随炉升温到使用温度，避免急冷、急热。安装时注意轻拿轻放。如遇特殊情况，在高温状态下需

要拔出或插入氧探头时，拔出或插入速度控制在30mm/min以内，并且在氧探头拔出加热炉时，应停供可燃气氛，降低炉压，以避免高温氧探头拔出引燃气氛被火苗烫伤。

（5）初次使用氧探头，需对氧探头进行预渗碳8～24h，建议不要在新炉刚开始预渗碳时就安装氧探头。因为在新炉预渗碳时，炉中可能还存在较多水分等杂质，气氛不稳定，会对氧探头的使用造成不

良影响；一般在新加热炉烘炉结束，用甲醇预渗碳24h以上再安装氧探头较好。

（6）氧探头上的参比气管、烧炭空气管安装位置要正确，不能

接反。确认参比气管、烧炭气管接头、电磁阀、流量计等密封良好，

不漏气。氧探头使用的参比气、烧炭空气应保证纯洁无杂质，尽可能

选用微量空气泵，在微量空气泵出气端加空气过滤装置。

（7）正确设定氧探头的参比气、烧炭空气流量、烧炭时间、烧

炭周期、烧炭时碳势保持时间等参数。

（8）根据气氛种类选择适当的CO比率（如标准的氮甲醇气氛CO比率为20％，滴注式气氛CO比率为33.3％），不同厂家的氧探头对应有不同的CO双率、碳势、氧探头毫伏值以及相应的对照表。通

过多次定碳，修正炉气实际碳势。在修正炉气实际碳势时，注意不要简单根据测量结果，直接偏移氧探头毫伏值或改变CO比率等修正。尤其是新渗碳设备，炉膛气氛渗入耐火材料，达到饱和状态有个过程，实际控制碳势会略低于设定值。一般渗碳设备需连续运行15天以上，耐火材料方达到气氛饱和状态。建议在气氛达到饱和状态后，再做碳势的zui终修正。

（9）氧探头有效测量范围，应选择在气氛温度750℃以上，在许多碳控仪中有测量起始温度的选择。

起始温度过低，对碳势的控制已经失去实际意义。

（10）注意氧探头烧炭时的烧炭时间和碳势的变化情况，一般在正常运行工艺中可设置固定周期烧炭，时间在3～8h。也可以选择在工艺结束后，每次自动烧炭；观察烧炭时的碳势是否下降很快，是否

能下降到0.01％左右。如果自动烧炭时，碳势下降很慢，可能是氧探头上积炭较多，可增加一到两次手动烧炭。（11）定期用定碳片检查校正炉内碳势，正常情况下每周进行一

次。一般氧探头在使用一段时间后，所测量的毫伏值会衰减，可按定

碳片检查结果进行补偿。正常使用三个月左右，在820℃以上，检查阻抗值，通常在0.1～50k。2

．氧探头常见故障及处理（1）在可控气氛加热炉中，要首先确认设备本身是否存在影响

碳势控制的因素。要检查、排除了其他因素后，再来确认氧探头是否

存在故障。（2）氧探头测量的毫伏值偏高。观察碳势记录曲线是否正常，

正常的碳势记录曲线是锯齿状波动曲线，在碳势达到设定控制要求稳

定受控时，富化气通入量基本稳定。可能是周期烧炭时，空气通入量

不足，氧探头积炭较多，影响碳势的测量。

处理方法是手动烧炭一次，时间控制在1min之内，

使碳势降到0.01％以下。

若未降到0.01％以下，可再手动烧炭一次。但切忌反复多次烧炭，因为过多的手动烧炭

会缩短氧探头的使用寿命，甚至会直接烧坏氧探头。

（3）氧探头测量的毫伏值偏低或不变。A先检查可控气氛加热

炉是否漏气，包括各种密封门、接头是否密封良好；

B通向炉内的管路、阀门等是否通畅；C各种气体的流量是否正常；

D炉内压力是否在正常范围、是否稳定；

E观察废气排放火焰是否稳定、颜色是否正常等；

F循环水是否泄漏到炉膛中；

G气氛中是否有氧化性气氛进入；

H富化气、载气中水等氧化性杂质含量是否超标，工艺氮气、氨气等

的纯度是否符合要求；I氧探头的安装位置是否正确；

J检查氧探头的阻抗，在820℃以上，检查阻抗值，通常在0.1～50 kΩ;K电极短路检查，氧探头被路15S，测量恢复到原来的毫伏值读数的99％所需的时间，如果超过60s，说明氧探头灵敏度有问题。（4）氧探头测量的毫伏值波动较大。A富化气、载气流量不稳定造成炉内气氛不稳定；B可控气氛加热炉密封不好，存在泄漏现象；C氧探头氧化锆探头损坏。关闭参比气流量后观察氧探头毫伏值变化，正常情况下，氧探头毫伏值下降不超过5mv。如果在关闭或打开参比气时，氧探头毫伏值变化很快，基本上可以断定氧化锆探头已经损坏。