多用炉碳势不稳定问题

aaron01 · 发表于 2013-6-4 11:35:12

多用炉，使用载气是发生炉气氛，原料气为天然气；富化气也为天然气。现正式生产过程中做了几炉工件，发现前一炉正常而紧接着下一炉仪表设定及显示碳势正常一致，但用定碳片定碳结果却偏低0.09~0.11%左右，再下一炉可能又正常了。如此反复，有时连续几炉碳势都定不上去，不得已要去频繁的修改仪表COF值。
请教各位前辈大师，这到底是什么原因？

以上也是搬来的帖子，大家看看？

aaron01 · 发表于 2013-6-4 12:45:07

实际上我也碰到同样的问题了，济南工厂的新炉子，空炉定碳合格，做满炉废件定碳也是准的，但是在做满炉正品时定碳，定碳结果偏低了0.1%，不得不临时调整COF，提高碳势，做下来产品勉强渗层合格，做完后空炉一定碳，碳势偏高了，空炉和满炉产品在零件总的吸碳面积上有差异，这可以理解，这种差异应该表现在到碳势时间长短上，怎么会影响氧探头测量结果呢？难道是炉膛预渗不够？

察哈尔汗 · 发表于 2013-6-4 13:14:54

PID参数调节所占比重如何？

aaron01 · 发表于 2013-6-4 13:18:27

迷悟之间发表于 2013-6-4 13:14
PID参数调节所占比重如何？

我没明白这个问题是问得什么？
你是问PID参数是怎么设置的吗？

孤鸿踏雪 · 发表于 2013-6-4 14:05:38

碳控仪显示值稳定不稳定？是不是忽上忽下？

aaron01 · 发表于 2013-6-4 14:07:49

孤鸿踏雪发表于 2013-6-4 14:05
碳控仪显示值稳定不稳定？是不是忽上忽下？

碳控显示正常，走的是直线。

Jasen · 发表于 2013-6-4 14:15:33

是否有观察过空炉和满炉时炉气中CO含量也有相大的差异？或者说在整个生产过程中都是一个比较稳定的值。先排除气体发生器产气的因素。

孤鸿踏雪 · 发表于 2013-6-4 14:18:50

本帖最后由孤鸿踏雪于 2013-6-4 19:01 编辑

aaron01 发表于 2013-6-4 14:07
碳控显示正常，走的是直线。

这就很难作出判断了，只有通过对比出炉产品的实际检测结果了。

不过，孤以为，对于新炉，由于预渗时间不足，会出现类似的癫痫病

aaron01 · 发表于 2013-6-4 14:21:21

jasen 发表于 2013-6-4 14:15
是否有观察过空炉和满炉时炉气中CO含量也有相大的差异？或者说在整个生产过程中都是一个比较稳定的值。先 ...

嗯，我在让他们重新做个满炉废品测试，从头到尾把三气分析仪接上，取出数据来后再分析。
另外，我们用的SSI碳控仪里是有记录曲线的，我在问他们要富化气输出变量百分比的历史曲线。

颐柏热处理 · 发表于 2013-6-7 09:37:05

一般这种情况要看你公司炉子在新炉子做炉膛烘炉和预渗是否充分了！

吉祥如意 · 发表于 2013-6-7 09:45:28

很多因素会造成预渗强度不足。当然包括人的认识。

Adam · 发表于 2013-6-8 12:28:00

个人觉得
1.如果在常时间空炉的情况下，碳势不要过低
2.测试本身误差的控制及碳片定碳操作的规范性
3.定碳工艺问题及碳片的厚度问题
4.氧探头稳定性问题
5.设备的密封性问题

aaron01 · 发表于 2013-6-8 12:47:15

还是上个曲线说得比较清楚，以下是满炉生产的记录曲线，
满炉曲线1.png

aaron01 · 发表于 2013-6-8 12:50:13

满炉废件的生产记录，（废件已反复渗碳多次）

大家看看，问题出在哪里？

taofans · 发表于 2013-6-8 14:36:50

像这么小的碳势偏差不要担心，要我说有吊样的保证，就万无一失了；

aaron01 · 发表于 2013-6-8 14:40:57

taofans 发表于 2013-6-8 14:36
像这么小的碳势偏差不要担心，要我说有吊样的保证，就万无一失了；

实际结果，第一个曲线做的满炉，CHD=1.2mm
第二个曲线，满炉废件里搭了2个产品，检测产品，CHD=1.48mm，
是怎么回事？

taofans · 发表于 2013-6-8 14:43:40

aaron01 发表于 2013-6-8 14:40
实际结果，第一个曲线做的满炉，CHD=1.2mm
第二个曲线，满炉废件里搭了2个产品，检测产品，CHD=1.48mm，
...

你们是淬火后采用硬度法检测的吗？检测的准吗？还有你们没有根据吊样的情况改变渗碳时间吗？

aaron01 · 发表于 2013-6-8 15:00:39

taofans 发表于 2013-6-8 14:43
你们是淬火后采用硬度法检测的吗？检测的准吗？还有你们没有根据吊样的情况改变渗碳时间吗？ ...

这个是多用炉，没有随炉吊样，渗碳后直接淬火，出炉回火后硬度法检测CHD，检测结果不需怀疑。

taofans · 发表于 2013-6-8 15:18:22

aaron01 发表于 2013-6-8 15:00
这个是多用炉，没有随炉吊样，渗碳后直接淬火，出炉回火后硬度法检测CHD，检测结果不需怀疑。 ...

是没有放吊样还是什么回事，还是没有吊样孔？？

taofans · 发表于 2013-6-8 15:44:39

操作定碳片其实还是蛮有技巧的，要用酒精清洗，还不能产生氧化啊！然后称重，算百分数

aaron01 · 发表于 2013-6-8 15:46:59

taofans 发表于 2013-6-8 15:18
是没有放吊样还是什么回事，还是没有吊样孔？？

我们的多用炉压根就没有这样的吊样孔。

察哈尔汗 · 发表于 2013-6-8 16:33:12

aaron01 发表于 2013-6-4 13:18
我没明白这个问题是问得什么？
你是问PID参数是怎么设置的吗？

PID常用口诀：
参数整定找最佳，从小到大顺序查
先是比例后积分，最后再把微分加
曲线振荡很频繁，比例度盘要放大
曲线漂浮绕大湾，比例度盘往小扳
曲线偏离回复慢，积分时间往下降
曲线波动周期长，积分时间再加长
曲线振荡频率快，先把微分降下来
动差大来波动慢。微分时间应加长
理想曲线两个波，前高后低4比1
一看二调多分析，调节质量不会低

察哈尔汗 · 发表于 2013-6-8 16:43:12

迷悟之间发表于 2013-6-8 16:33
PID常用口诀：
参数整定找最佳，从小到大顺序查
先是比例后积分，最后再把微分加

比例-积分-微分三者中，各自所占百分比也是一个学问。
比例控制是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差。
积分，为了消除稳态误差，在控制器中必须引入“积分项”。积分项对误差取决于时间的积分，随着时间的增加，积分项会增大。这样，即便误差很小，积分项也会随着时间的增加而加大，它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小，直到等于零。因此，比例+积分（PI）控制器，可以使系统在进入稳态后无稳态误差。
微分，主要是用于对付误差的变化率，具有比例+微分的控制器，就能够提前使抑制误差的控制作用等于零，甚至为负值，从而避免了被控量的严重超调。

察哈尔汗 · 发表于 2013-6-8 16:45:06

一般来讲，PID按5－6/3－4/0.5－1的比例发挥作用时是较好的控制。也是听人说的，暂时没找到书面内容。

aaron01 · 发表于 2013-6-8 19:27:35

铁匠以为，目前的碳势曲线和温度曲线基本都是走的直线，说明PID参数没有大问题。
真实碳势和测量碳势之间恐怕还是有差距，从富化气输出比例的曲线，或许能够看出一些端倪，想听听娃娃，大叔和其他熟悉碳控系统的朋友的意见。

Jasen · 发表于 2013-6-8 20:37:11

本帖最后由 jasen 于 2013-6-8 20:45 编辑

从两个图中的富化气曲线可以明显看出升碳势段和强渗段工件吸碳和炉内碳可用量的差别，而高温扩散段和降温段两图基本相同，原因是零件表面吸碳已达饱和状态以向芯部拆散为主，这是就区分不出是新料还是废料。
两图最大的区别在于升碳势段，单从新料图中升碳势时间将近1小时15分种左右基本上可以判断空炉渗碳时效不够，这种情况在新设备上会时常出现，一般使用一段时间后会有所改善。

Jasen · 发表于 2013-6-8 20:42:08

新料图中的第一次探头吹扫前碳势突然有一个上冲的过程，使得富化气立即下降了很多，不知道是什么原因。此刻是否是人为操作COF引起的结果？

Jasen · 发表于 2013-6-8 20:43:50

aaron01 发表于 2013-6-8 19:27
铁匠以为，目前的碳势曲线和温度曲线基本都是走的直线，说明PID参数没有大问题。
真实碳势和测量碳势之间恐 ...

PID参数没有问题，碳势几乎走出的是直线。前几天提到过监控CO的情况，是否已经有结果？

cnszgong · 发表于 2013-6-8 20:56:59

估计CO的变化还是蛮大的。

Jasen · 发表于 2013-6-8 21:01:52

cnszgong 发表于 2013-6-8 20:56
估计CO的变化还是蛮大的。

如果有CO分析仪参与碳势计算情况可能会有所改观。
我觉得问题可能就出在CO含量或者空炉渗碳时效二者之一，或者两种情况存在。

cnszgong · 发表于 2013-6-8 21:09:36

jasen 发表于 2013-6-8 21:01
如果有CO分析仪参与碳势计算情况可能会有所改观。
我觉得问题可能就出在CO含量或者空炉渗碳时效二者之一 ...

严工的这种情况也发生在我这边两台氧探头单参数控制的纯甲醇气氛井式炉上，碳势今天高了、明天又低了。而另两台氮甲醇气氛炉碳势一直都很稳定。
我的判断是中夜班加注在甲醇罐内的甲醇品质有差异，造成炉内CO出现变化了。所以我那两台纯甲醇气氛炉的COF值一直都不做调整，因为做出的产品质量没受影响。

沧海一声笑 · 发表于 2013-6-8 21:22:15

大家是否需要考虑渗碳气氛的压力，流量的大小对于炉内CO值的变化？？

cnszgong · 发表于 2013-6-8 21:26:53

沧海一声笑发表于 2013-6-8 21:22
大家是否需要考虑渗碳气氛的压力，流量的大小对于炉内CO值的变化？？

这个我真没考虑过。以前我有两台井式炉炉压一直都不稳定、不过碳势还是稳定的。
所以我觉得在井式渗碳炉上，炉压似乎对碳势没啥影响（当然是经过定碳的），只要维持炉内正压就行。

Jasen · 发表于 2013-6-8 21:32:09

cnszgong 发表于 2013-6-8 21:09
严工的这种情况也发生在我这边两台氧探头单参数控制的纯甲醇气氛井式炉上，碳势今天高了、明天又低了。而 ...

严工他们的问题不一定是甲醇引起的，他说过他们基本上都是用吸热式气氛的。

aaron01 · 发表于 2013-6-8 21:43:58

本帖最后由 aaron01 于 2013-6-8 21:48 编辑

jasen 发表于 2013-6-8 21:32
严工他们的问题不一定是甲醇引起的，他说过他们基本上都是用吸热式气氛的。 ...

我们济南工厂的新炉子做的，也是发生气做载气。
请注意黑色曲线，代表的是每一个单位时间的丙烷量，我认为满炉的那个曲线是有异常的！
通常情况下，刚进炉时，这个变量到100%是正常的，碳势没有到设定值，丙烷常通，但是随后应该是一个缓慢下降的过程，如同第二炉曲线那样，因为零件表面碳浓度随时间推移，会越来越接近与炉气平衡，最终平衡时，曲线走直线。
而第一炉的黑色曲线不符合这个规律！

cnszgong · 发表于 2013-6-8 21:47:35

aaron01 发表于 2013-6-8 21:43
我们济南工厂的新炉子做的，也是发生气做载气。
请注意黑色曲线，代表的是每一个单位时间的丙烷量，我认 ...

第一炉拉碳势速度比第二张图片慢很多。

Jasen · 发表于 2013-6-8 21:50:06

aaron01 发表于 2013-6-8 21:43
我们济南工厂的新炉子做的，也是发生气做载气。
请注意黑色曲线，代表的是每一个单位时间的丙烷量，我认为 ...

我在27楼提了这个问题，不正常的曲线是从突然上升的碳势开始的，您再看看图，我指的是第一次探头清洗前30分种左右的坐标处。

aaron01 · 发表于 2013-6-8 21:52:37

cnszgong 发表于 2013-6-8 21:47
第一炉拉碳势速度比第二张图片慢很多。

是的，这一方面可说是满炉和空炉的差别，另外一方面也可理解成新炉子的问题。
不过还有问题的，黑色曲线有很多信息，这个就相当于以前井式炉滴煤油的滴量。能看出很多问题。

Jasen · 发表于 2013-6-8 21:53:41

碳势达到设定值后丙烷正在缓慢下降的过程，这个突然上升的碳势改变了后面的曲线。

cnszgong · 发表于 2013-6-8 21:54:54

jasen 发表于 2013-6-8 21:53
碳势达到设定值后丙烷正在缓慢下降的过程，这个突然上升的碳势改变了后面的曲线。 ...

如果在那个时候人为的调整过COF值呢？会不会出现这样的曲线？

Jasen · 发表于 2013-6-8 21:56:53

cnszgong 发表于 2013-6-8 21:54
如果在那个时候人为的调整过COF值呢？会不会出现这样的曲线？

我也是这样想的，所以在27楼问严工是否有人操作过COF值。

aaron01 · 发表于 2013-6-8 21:58:50

jasen 发表于 2013-6-8 21:50
我在27楼提了这个问题，不正常的曲线是从突然上升的碳势开始的，您再看看图，我指的是第一次探头清洗前30 ...

是的，那个点是有问题。
不过一个短暂的点恐怕不会对产品质量造成影响，问题是什么原因造成的这个点，我还没想明白。

aaron01 · 发表于 2013-6-8 22:03:26

后面的图在电脑里，明天去公司里再传上来吧。

Jasen · 发表于 2013-6-8 22:14:05

aaron01 发表于 2013-6-8 21:58
是的，那个点是有问题。
不过一个短暂的点恐怕不会对产品质量造成影响，问题是什么原因造成的这个点，我 ...

这个点只是个问题想搞清楚，对于产品应该不会有多大的影响，因为碳势很快恢复到了设定值。
关键问题是显示的碳势比实际低才造成了对质量的影响。我想还是先从CO含量和空炉预渗二点去找原因。
多次渗过碳的废料表面碳浓度很快与炉气平衡，应该吸不了多少碳。废料里的2个工件的渗层才会高于满炉新料。说明满炉时碳势偏低，碳的可用量不够，应该是炉砖吸收了其中的一部分碳的关系。

aaron01 · 发表于 2013-6-8 22:34:10

jasen 发表于 2013-6-8 22:14
这个点只是个问题想搞清楚，对于产品应该不会有多大的影响，因为碳势很快恢复到了设定值。
关键问题是显 ...

那个点以后，丙烷给的量很少哎，相比满炉废件而言。

aaron01 · 发表于 2013-6-8 22:38:27

在那个点以后，操作者开始定碳，定碳结果发现偏低了0.12%,电话通知主管，调整COF，从190调到180，否则的话，恐怕满炉产品的硬化层连1.2mm都保不住。

Jasen · 发表于 2013-6-8 22:50:34

aaron01 发表于 2013-6-8 22:38
在那个点以后，操作者开始定碳，定碳结果发现偏低了0.12%,电话通知主管，调整COF，从190调到180，否则的话 ...

碳势突然升高是不正常的，记录曲线中是否有氧探头的mV值曲线可以显示，也许能发现一些线索，
另外，其他满炉的曲线图是否也是类似的，最好有多图作比较，也许这炉曲线是个特例出了这个点。

cnszgong · 发表于 2013-6-8 22:52:32

aaron01 发表于 2013-6-8 22:38
在那个点以后，操作者开始定碳，定碳结果发现偏低了0.12%,电话通知主管，调整COF，从190调到180，否则的话 ...

关于调整COF的问题，我这边规定很严格，填写定碳操作结果时必须填写仪表上显示的COF值（并且是俩人同时签名确认）。需要调整COF时也必须电话通知主管、经主管同意才能调整COF。

iamspiderman · 发表于 2013-6-9 14:21:14

看来老严遇到的问题和我目前某一台设备的问题很类似！一直没有发现原因，最后只能通过调整COF来解决，但很快又要去调！
--首先检测CO的含量，确保CO含量稳定，很多时候甲醇的杂质原因会导致碳势波动很大，所以要检查甲醇和丙烷的品质，如果你没有地方检测可以给我，丙烷我也买了一个不过还没到！
--还是会到气氛的问题，检查炉子的漏气情况，因为CO要求是在19-21，你要看正常情况下是多少，但漏气并一定能反映到CO的变化上面！设备误差所致！
其他原因我们可以再行沟通！

吉祥如意 · 发表于 2013-6-9 14:35:32

iamspiderman 发表于 2013-6-9 14:21
看来老严遇到的问题和我目前某一台设备的问题很类似！一直没有发现原因，最后只能通过调整COF来解决，但很 ...

蜘蛛大侠别老是铁匠的。也帮帮娃娃。
重庆地区的甲醇和丙烷的质量不稳定，偏差较大。但是检测手段有限甚至没有。
请介绍一下，如何有效地监控甲醇和丙烷的质量。

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多用炉碳势不稳定问题

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