三气分析仪在可控气氛中的使用方法

一、问题

在华敏智造的技术售后团队，回访时看到，有些热处理现场没有检测手段，产品出现脱碳。也碰到过，工艺员纠结定碳片与三气分析仪的两者数值不一致等情况。如何通过测量仪表反映的数值，去分析热处理炉中的气氛，运用正确方式控制碳势，这样，才会让气氛控制达到事半功倍的效果。

二、现象

渗碳加工时，是将载气和富化气通过一定的比例通入渗碳炉内裂解后形成渗碳气氛。但无论哪种工艺气氛，裂解后炉气成分的种类是基本相同的，主要有 CO、H2、N2 和少量的 CO2、H2O、O2 以及 CH4 和不饱和的碳氢化合物（为未分解完的残余的载气和富化气成分）等。其中对钢起渗碳作用的炉气成分主要是CO，炉气中还不可避免地有少量的CO2、H2O和O2，会对钢起氧化脱碳的作用。

渗碳过程如此复杂且多变，但依据平衡理论，在一定的温度，压力条件下，气体各成分，包括碳势会按一定规律变化达到平衡，并在一定条件下形成稳定状态。在渗碳时，同时发生一系列的反应，我们只要了解和控制其中一种反应的规律，就能够形成有效的控制。

因此，检测炉内各组分气体含量是否稳定且在合理范围之内，就可以分析和判断出炉气控制（碳势控制）是否正确和可靠，这也是采用华敏智造便携式热处理炉气校验仪（3气分析仪）验证渗碳过程的原理。

三、研究

设备类型：可控气氛渗碳炉

气氛类型：氮甲醇气氛、甲醇裂解气氛

通过数据及变化趋势分析做出初步判断：

1.针对6号炉：

1）常规的氮-甲醇气氛，便携三气推算碳势和碳控仪显示碳势比较吻合，两者测量结果相差小于0.05%。

2）当碳势稳定时（cp=1.2%），气氛的波动较小。当碳势发生变化时，脱碳性气氛CO2值随之发生变化，且碳势升高时，CO2含量降低，碳势降低时，CO2含量升高。

3）CO含量始终在23.5%左右波动，说明氮气和甲醇流量比例较恒定，无异常波动。

2.针对3号炉：

1）甲醇裂解气氛，便携三气推算碳势、碳控仪显示碳势和定碳三者结果均对应不上。探究其原因，检查发现碳控仪表上的CO值为20%与理论甲醇裂解气氛的CO值不一致，相差很大。

2）便携三气测量CO值在31.5%左右波动，与理论甲醇裂解气氛的CO值相当，说是甲醇裂解状况良好。

四、结论

数据表明，合理地使用华敏智造的便携式热处理炉气校验仪（三气分析仪）可以在日常生产中很好地起到辅助验证碳势的作用。热处理是一个动态连续变化的过程，因此建议日常结合定碳片和分析仪定期检测，保持对设备的监控。