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气压炉的结构看着简单，其实每一个部件都要按压力容器的思路来设计。它和普通真空炉最大的区别，就是工作时炉内不只是真空，还会被充到几个甚至十几个大气压的高纯气体。这种反复在真空和高压之间切换的工况，对炉体钢板、焊缝、法兰、密封都提出了更高要求。东莞市志远工业设备有限公司在做这一类气压炉时，把炉壳按二类压力容器标准设计制造，配合石墨保温系统和三相石墨发热体，让设备在长期高温高压下稳定运行。
一、二类压力容器设计意味着什么
国内对压力容器按压力高低、介质危险程度分成三类。二类容器属于中等压力、常规工况范畴，介于一类和三类之间。气压炉工作压力一般在1.6~6MPa之间，工作气体是氮气或者氩气这种惰性气体，介质危险性低，按二类压力容器设计制造已经能覆盖大部分工况。
按二类标准设计，意味着炉体钢板选正规钢厂的压力容器板，焊缝由持证焊工焊接，焊缝做射线或者超声探伤，整台设备出厂前做水压试验和气密性试验。水压试验压力通常是工作压力的1.25~1.5倍，把炉子灌满水升压到试验压力，保压一段时间，看有没有渗漏和变形。气密性试验用压缩空气或者氮气，把炉内加压到工作压力，用肥皂水或者氦气捡漏仪检查焊缝和法兰。这些试验记录和压力容器合格证随设备交给客户，客户在当地质监部门备案时资料齐全。
炉体结构上，内外筒和上下法兰焊接成整体，两层夹套之间走冷却水。炉体侧面开抽气孔、测温孔、观察孔；炉盖是内外封头加法兰，中间也通水冷；炉底内外层法兰整体加工，通循环冷却水，留电极引出孔。真空管道和法兰连接处用氟橡胶密封圈，耐温耐真空。
二、石墨保温系统怎么布置
气压炉工作温度经常在1800℃以上，普通硅酸铝纤维和氧化铝纤维在这种温度下早就软化。志远工业在炉内用石墨隔热筒和石墨碳毡组成整体保温系统。石墨隔热筒是圆筒状，贴在炉体内壁内侧，把高温辐射反射回去；石墨碳毡填充在隔热筒和炉壁之间，进一步隔热。这种组合耐温高、隔热效果好，长期高温下不粉化。
炉顶和炉底也加石墨隔热板和碳毡，把上下两端的热损失挡住。炉底中央承料台用石墨板，工件放在料台上，料台下面是水冷底座。石墨保温系统做成整体拆装结构，客户在维护时可以把整个保温层从炉内整体拉出来，换发热元件或者清理炉膛都方便，不用一块一块拆。
石墨材料在高温下怕氧，一旦炉内漏气进了空气，石墨保温层和发热体都会氧化。所以系统在漏气检测、真空度联锁上做得比较严：真空度没到设定值不升温；运行过程中真空度异常升高，立即停加热并充保护气。
三、三相石墨发热体怎么供电
石墨发热体是气压炉的核心加热元件。志远工业把发热体加工成三相结构，沿炉膛圆周布置三组，接三相电源，让炉膛横截面上的温度分布更均匀。如果用单相发热体，单侧加热会导致炉膛左右温差大，三相布置之后，三相电流平衡，炉膛四周受热对称。 实际生产中，真空管式炉的温控精度对最终结果影响较大。
发热体的电流很大，电压很低，所以要用专用降压变压器，把工业380V降到几伏到十几伏。变压器二次侧通过铜排把大电流送到炉体侧面的电极装置。电极从炉体侧部引出，穿过水冷法兰进入炉膛，和石墨发热体连接。电极本身也通水冷却，避免长期高温下过热。
石墨发热体的电阻随温度变化，冷态电阻小，热态电阻大。变压器和供电系统要按冷态大电流设计，避免启动瞬间电流过大跳闸。控温用可控硅调功，根据热电偶测到的温度自动调节加热功率，PID闭环控制。三相分别控温的炉子，在炉膛三个方位各装一支热电偶，分别调三相功率，把横截面上的温差压到工艺允许范围内。
四、冷却水和真空密封怎么配合
气压炉的冷却水分布在炉壁夹套、炉盖、炉底、电极、真空阀这几个部位。进水总管分若干路支管，每路支管装手动调节阀和流量计，客户在调试阶段把每一路水流量调到推荐值。出水总管接回水箱，水箱里装温度传感器和散热风扇，水温高了自动散热。
水路上装断水保护，水流量不够或者水压不足时，控制系统报警并切断加热电源。真空密封方面，真空管道和法兰用氟橡胶密封圈，这种材料耐温比普通橡胶高，适合真空炉长期使用。密封圈是易损件，定期检查，发现表面有裂纹或者弹性下降就更换。
真空系统由前级泵和罗茨泵组成，必要时加扩散泵或者分子泵，把炉膛抽到工艺真空。真空度实时显示在触摸屏上，抽真空过程中如果出现抽不下去的曲线异常，系统提示客户检查密封圈或者炉门压紧。
二类压力容器、石墨保温系统、三相石墨发热体这三件事合到一台气压炉上，让设备能稳定跑高温高压烧结工艺。东莞市志远工业设备有限公司做这类设备多年，把炉体、保温、发热、水冷这几块都按压力容器规范设计，客户拿到设备之后在当地备案、验收都顺。后续客户如果工艺温度提高、炉膛加大，原有炉体结构和控制系统都有余量，可以在原机上扩展，不用整台更换。 志远工业设备提供真空铝钎焊炉、真空加压烧结炉等设备，配套完善的售后技术支持。