三气分析仪正确使用方法的探讨

whhuamin

越来越多的热处理企业采用CQI-9标准来管理和指导日常的生产。大家注意到了在标准中3.8针对热处理渗碳有这样的规定：“碳势/露点的备份读数应使用以下一种或多种方法确定：零件表面含碳量的直接测量；箔片；三气分析仪；露点仪；电热线圈电阻等方法”以及“气氛验证备选系统的读数和自动控制气氛碳势/露点的读数应保持在控制计划或内部规程所规定的范围内”。

因此，大家可能会产生一个认识误区：CQI-9所描述的三气分析仪是为了修正碳势的。用三气分析仪测量的CO/CO2含量计算碳势和碳控仪表显示碳势作比较，但在日常操作中经常发现两种方法计算出的碳势存在偏差，则更加无法判定三气分析仪是否有问题，从而纠结碳控仪表显示碳势究竟是否需要进行修正的问题。这就导致三气分析仪的使用非但没有给现场带来便利，反而增加了现场的困惑。

可控气氛碳势的控制就是在一定温度、压力下，通过调节炉内气氛使炉气与零件表面的碳含量达到平衡时，零件表面的碳含量称之为炉子气氛的碳势。当炉气中某一组分的分压发生变化，炉内气氛碳势也会发生变化。



大家也许会问：氧探头控制炉内碳势已经是经过长期的生产实践检验，绝大多数情况下都是可靠且有效的方法，但CQI-9标准又明确提出需要使用其它手段检验和校准碳势，其意义何在？检验和校准碳势的正确方法又是什么呢？

我们知道氧探头的碳势与温度(T)、氧电势（Emv）和一氧化碳(CO)有关，可写成C%=f(T,Emv,CO)的函数关系，在生产条件下我们只要做到温度和CO含量保持不变，那么在这种条件下碳势就与氧电势成正相关，即氧电势越高，炉内碳势也越高，这时碳控仪表显示的碳势能比较真实反映炉内实际碳势。但若温控仪表显示温度有偏差或炉内CO含量不稳定时，虽碳控仪表显示碳势值没有变化，但并不代表炉内实际碳势没有发生变化。

例如：

1、温控仪表显示温度是930℃，实际炉温也是930℃，碳控仪上显示的碳势是1.10%。

2、温控仪表显示温度是930℃，但实际炉温是950℃，碳控仪的碳势依然显示的是1.10%。这两种情况，虽碳控仪表显示碳势均是1.10%，但显然第二种情况炉内实际碳势比1.10%要低。

此时，若用武汉华敏的便携式炉气校验仪测量炉内气氛依旧可以发现两者有较大的不同。又如常见的氮甲醇气氛，由于载气配比的失衡导致CO浓度的变化而产生的虚假碳势，同样可借助三气分析仪进行辅助判断。

因此，在某一恒定温度、某一恒定载气配比下，炉内实际碳势总是和三组分气体成分相对应。故三气分析仪用作辅助验证碳势时，三组分气体成分和碳势的相关性对生产的指导更具有实际意义。