真空爐中的石墨件在高溫、真空或惰性氣體環境中作業,若保養不妥,簡單因多種原因導致損壞,影響設備功能和運用壽數。以下是常見的損壞類型及其成因和預防主張:
1.氧化與燒蝕
原因:
爐體密封不良或真空度不足時,殘留氧氣在高溫下與石墨產生氧化反響(C+O2→CO2),導致外表疏松、強度下降甚至開裂。
預防措施:
定時查看爐體密封性(如法蘭、電極接口)。
確保真空泵功能合格,維持爐內真空度。
通入高純度惰性氣體(如氬氣)作為維護氣氛。
2.熱應力開裂
原因:
升降溫速率過快導致石墨件表里溫差大,熱膨脹不均產生應力,尤其在雜亂形狀部件(如加熱器、連接件)中易引發裂紋。
預防措施:
嚴厲遵循設備規定的升降溫程序(如≤5℃/min)。
防止急冷急熱,停機后自然冷卻至安全溫度再開爐。
定時查看石墨件外表裂紋(運用放大鏡或探傷劑)。
3.機械損害
原因:
裝置/拆卸時磕碰、東西劃傷、過度緊固螺栓導致石墨脆性斷裂,常見于薄壁結構或螺紋連接處。
預防措施:
運用軟質東西(如銅制扳手)操作,輕拿輕放。
清潔時防止硬質刷子,改用無塵布或壓縮空氣。
均勻施力緊固螺栓,防止局部應力會集。
4.污染與雜質腐蝕
原因:
油污、金屬粉塵或水汽殘留,高溫下與石墨反響生成碳化物(如SiC、金屬碳化物),導致局部腐蝕或絕緣功能下降。
預防措施:
定時用無水乙醇或丙酮清潔石墨件外表。
防止直觸摸摸金屬熔體(如釬焊時運用石墨舟隔離)。
堅持爐內干燥,預熱去除吸附水分。
5.揮發物堆積侵蝕
原因:
處理低熔點金屬(如鋅、鋁)時,蒸氣在石墨外表冷凝,浸透孔隙引發結構劣化。
預防措施:
在石墨件外表涂覆抗氧化涂層(如SiC涂層)。
運用高密度石墨(如等靜壓石墨)削減孔隙率。
定時整理爐膛內壁堆積物。
6.高溫蠕變變形
原因:
長時刻承受高溫(>2000℃)及機械載荷(如支撐件),石墨逐步產生塑性變形,導致尺度失穩。
預防措施:
選用抗蠕變功能好的石墨資料(如細顆粒結構石墨)。
設計時預留熱膨脹間隙,防止過緊裝配。
定時檢測關鍵部位尺度,及時更換老化部件。
7.化學腐蝕(特定環境)
原因:
在含氯、硫等活性氣體的工藝中,石墨與氣體反響(如C+Cl2→CCl2),加速腐蝕。
預防措施:
挑選高純度石墨(灰分<100ppm)提高耐蝕性。
工藝中嚴厲操控腐蝕性氣體濃度。
縮短此類工藝的運轉時刻,加強后續清潔。
8.真空放電擊穿
原因:
外表毛刺或污染物在高電壓下引發電弧放電,形成局部燒蝕(常見于石墨加熱器)。
預防措施:
裝置前打磨拋光石墨件外表,去除毛刺。
堅持電極觸摸面清潔,涂抹導電膏削減觸摸電阻。
操控作業電壓在安全閾值內。
維護主張
定時查看:每月目視查看氧化、裂紋,每年測電阻率評價老化程度。
標準操作:訓練人員按手冊操作,防止人為失誤。
備件辦理:儲備易損件(如加熱棒),挑選牢靠供應商(如東洋碳素、西格里集團)。
經過系統維護,石墨件壽數可延長至3-5年,明顯下降設備故障率。
