JBT 14734-2024《深冷處理設備熱處理技術要求》

ICS25.200CCSJ36JBTechnicalrequirementsofheattreatmentforcryogenictreatmentequipment中華人民共和國工業(yè)和信息化部發(fā)布IJB/TXXXXX—XXXX前言 II 12規(guī)范性引用文件 13術語和定義 24設備分類和型號 25設備組成和技術要求 36設備可靠性要求 57熱處理工藝要求 58工件質量控制和檢驗 69生產過程安全衛(wèi)生和環(huán)境保護要求 610節(jié)能要求 6附錄A（資料性）常用深冷處理設備型號及技術參數 8圖1箱式深冷處理設備示意圖 2圖2井式深冷處理設備示意圖 2表A.1箱式上開門深冷設備型號及基本參數 8表A.2箱式側開門深冷設備型號及基本參數 8表A.3井式深冷設備型號及基本參數 9JB/TXXXXX—XXXX本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。本文件由中國機械工業(yè)聯(lián)合會提出。本文件由全國熱處理標準化技術委員會（SAC/TC75）歸口。本文件起草單位：天津市熱處理研究所有限公司、中國科學院理化技術研究所、山東天瑞重工有限公司、中國機械總院集團北京機電研究所有限公司。本文件主要起草人：宋寶敬、顧開選、李永勝、李俏、高新宇、王洋、王寶平、郭嘉、王俊杰。本文件為首次發(fā)布。1JB/TXXXXX—XXXX深冷處理設備熱處理技術要求本文件界定了深冷處理設備的術語和定義，規(guī)定了深冷處理設備分類和型號、設備組成、技術要求、可靠性要求、熱處理工藝要求、工件質量控制要求，描述了工件質量檢驗方法，規(guī)定了生產過程安全衛(wèi)生和環(huán)境保護以及節(jié)能的要求。本文件適用于液氮為冷源的汽化對流換熱式深冷處理設備對工件的深冷處理工藝活動。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T150.1壓力容器第1部分：通用要求GB/T230.1金屬材料洛氏硬度試驗第1部分：試驗方法GB/T231.1金屬材料布氏硬度試驗第1部分：試驗方法GB/T3280不銹鋼冷軋鋼板和鋼帶GB/T4340.1金屬材料維氏硬度試驗第1部分：試驗方法GB/T4341.1金屬材料肖氏硬度試驗第1部分：試驗方法GB5226.1機械電氣安全機械電氣設備第1部分：通用技術條件GB/T7232金屬熱處理術語GB/T8121熱處理工藝材料術語GB/T8979純氮、高純氮和超純氮GB/T9452熱處理爐有效加熱區(qū)測定方法GB/T10067.1電熱和電磁處理裝置基本技術條件第1部分：通用部分GB/T10067.4電熱裝置基本技術條件第4部分：間接電阻爐GB/T13324熱處理設備術語GB/T15318熱處理電爐節(jié)能監(jiān)測GB15735金屬熱處理生產過程安全、衛(wèi)生要求GB/T15822.1無損檢測磁粉檢測第1部分：總則GB/T17358熱處理生產電耗計算和測定方法GB/Z18718熱處理節(jié)能技術導則GB/T25743鋼件深冷處理GB/T30822熱處理環(huán)境保護技術要求GB/T30825熱處理溫度測量GB/T32541熱處理質量控制體系JB/T6050鋼鐵熱處理零件硬度測試通則2JB/TXXXXX—XXXX3術語和定義GB/T7232、GB/T8121、GB/T10067.1、GB/T10067.4和GB/T13324界定的以及下列術語和定義適用于本文件。3.1深冷處理設備cryogenictreatmentequipment以液氮為冷源進行深冷處理的裝備。4設備分類和型號4.1分類采用液氮作為冷源的汽化對流換熱式深冷處理設備按保溫工作室結構形式可分為箱式（見圖1）和井式（見圖2）兩大類，其中箱式深冷設備按箱門開啟方式，可分為箱式上開門和箱式側開門等，箱式側開門深冷設備可與真空爐、多用爐等熱處理設備配套在線使用。a)上掀開啟式b)側開在線式圖1箱式深冷處理設備示意圖4.2型號規(guī)格深冷處理設備一般按工作室最大有效裝載空間，劃分為不同型號。其表示方法如下：SLX-□□工作室型式，箱式上掀式的不寫,箱式側開式為C，井式為J，在線式為X；工作室最大有效裝載空間；產品代號，代表深冷設備系統(tǒng)。常用型號規(guī)格及技術參數參見附錄A。3JB/TXXXXX—XXXX圖2井式深冷處理設備示意圖5設備組成和技術要求5.1一般要求5.1.1深冷處理設備的類別、組成配置、控制系統(tǒng)、液氮供給系統(tǒng)等應能滿足熱處理工藝、產品的技術要求和生產率要求。5.1.2深冷處理設備設計和制造應滿足GB/T10067.1、GB/T10067.4及GB/T32541的規(guī)定。5.2設備組成5.2.1箱體5.2.1.1內膽內膽材料應為不銹鋼，板厚不小于2mm，保證箱體具有足夠強度、剛度和良好密封性，材料應符合GB/T3280的要求。5.2.1.2外殼外殼可根據實際要求選擇能滿足設備正常工作條件和使用壽命的不銹鋼或普通鋼板材料，設計時應嚴格計算強度，保證正常工作下不產生變形和塌陷，如選用普通鋼板材料表面應做噴涂或噴漆處理。5.2.1.3保溫層保溫層選用高密度聚氨脂泡沫作為保溫材料，厚度不應小于150mm，應保證在最大裝載量、最低工作溫度下整個箱體平穩(wěn)、牢固，無塌陷。5.2.1.4密封件箱門與箱體間密封件選用羊毛氈條，在低溫狀態(tài)下具有壓縮量，保證密封性能，無漏氣現(xiàn)象。5.2.1.5箱門啟閉機構4JB/TXXXXX—XXXX箱門開啟機構主要可為手動開啟或動力驅動開啟方式，采用手動開啟方式箱門上應設有氣壓助力機構，方便箱門的開啟和支撐，采用帶有動力開啟功能的驅動裝置要穩(wěn)定、可靠。5.2.1.6箱門鎖緊機構箱門鎖緊機構分為動力鎖緊和手動鎖緊，鎖緊機構應靈活可靠，便于箱門與箱體間密封，保證密封性能。5.2.2制冷系統(tǒng)5.2.2.1自增壓液氮儲液容器額定壓力范圍應在0.8MPa～1.6MPa之間，符合GB/T150.1的要求。5.2.2.2液氮輸送管在額定溫度和壓力范圍應可正常使用，無破裂或泄露，輸液管應采取保溫措施，減少液氮消耗。5.2.2.3電磁閥選用能滿足在－196℃低溫條件下使用的專用電磁閥，保證工作時能安全啟閉、無卡阻現(xiàn)象。5.2.2.4風機與風葉風機和風葉為選型產品，應嚴格按照保溫室容積及相關技術要求，計算風量和風壓，進行合理選配。5.2.2.5導風裝置導風裝置材料應選用不銹鋼，材料應符合GB/T3280的要求，按照保溫室結構及尺寸合理設計，保證工作時液氮不直接接觸到工件，使工作區(qū)溫度均勻。5.2.2.6排氣孔排氣孔應保證箱體內氣體流動性強，使冷熱交換平穩(wěn)，排氣孔引出口直徑應根據容積和換熱量合理計算。5.2.3加熱系統(tǒng)為設備可選配置，用于深冷處理后箱內回溫和循環(huán)處理，應根據箱體容積和工藝要求合理計算加熱功率，一般使用溫度不應超過250℃。加熱元件一般采用管式電阻加熱器，電阻絲材料一般為0Cr25Al5或Cr20Ni80鋼，保護管材料一般為不銹鋼，防止低溫結露生銹。5.2.4溫度控制系統(tǒng)5.2.4.1溫度控制系統(tǒng)由控溫儀表、記錄儀表、超溫報警裝置和供電裝置等組成。設備的控溫和記錄系統(tǒng)應符合GB/T30825的規(guī)定。5.2.4.2溫度控制系統(tǒng)的測溫傳感器宜采用Pt100鉑電阻或K型、T型熱電偶。5.2.5電氣控制系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)應能方便操作，具有各狀態(tài)互鎖、限位、過載、超溫、超時等保護和聲光警示功能，保證設備正常運行和人身安全。5JB/TXXXXX—XXXX5.2.6計算機監(jiān)控系統(tǒng)根據特殊要求為選配系統(tǒng)，可對生產過程進行遠程監(jiān)視和控制。5.3基本技術指標5.3.1深冷處理設備極限溫度為－196℃,一般工作溫度在額定上限溫度190℃連續(xù)可調。5.3.2工作室有效冷卻區(qū)溫度均勻性為±5℃。溫度均勻性測定方法和儀表精度選配應符合GB/T9452的規(guī)定。系統(tǒng)精度校驗要求應符合GB/T30825的規(guī)定。5.3.3深冷處理設備的降溫速率和升溫速率0.1℃/min～10℃/min。5.3.4箱體表面溫度與室溫溫差≤10℃。6設備可靠性要求6.1設備故障分類6.1.1一類故障——在生產中發(fā)生必須停機散溫檢修的故障。6.1.2二類故障——在生產中箱內發(fā)生可在不影響生產的情況下迅速修復的故障。6.1.3三類故障——在生產中發(fā)生屬于電器元件質量、安裝不牢固或運行不順暢等只需稍作堅固或調整即可解決的故障。6.1.4對易耗品的正常損壞和更換不視為故障。6.2設備可靠性指標6.2.1一年內不得出現(xiàn)因設備設計制造不當造成的一類故障。6.2.2六個月內不得出現(xiàn)因設備設計制造不當造成的二類故障。6.2.3一個月內三類故障不得超過3次。6.2.4設備的控制儀表應符合GB/T30825規(guī)定的要求，電器元件應符合GB5226.1規(guī)定的要求。7熱處理工藝要求7.1液氮液氮應符合GB/T8979的要求。7.2工藝流程裝料→深冷處理開始降溫至工藝溫度→保溫→完成后恢復至室溫。7.3工藝規(guī)范7.3.1根據工件的特征（材料牌號、處理前的狀態(tài)、形狀和尺寸及后續(xù)加工工序等）、熱處理要求、批量及設備條件等，制訂合理的深冷處理工藝。7.3.2深冷處理降溫速率一般控制在0.5℃/min～6.0℃/min；深冷處理后工件回溫速率一般控制在2.0℃/min～10.0℃/min范圍內。7.3.3深冷處理工件一般回溫至室溫后出深冷處理設備，按工藝要求也可直接從深冷處理設備取出，在空氣中自然回溫。7.3.4鋼件和硬質合金深冷處理工藝應按GB/T25743的規(guī)定執(zhí)行。6JB/TXXXXX—XXXX7.3.5鋁合金件、鈦合金件和銅合金件采用液氮汽化深冷處理的常用工藝為－70℃~-196℃,保溫時間1h～4h，或者（－70℃~-196℃)~（120℃~200℃)一次或多次循環(huán)處理。7.4工藝過程控制7.4.1深冷處理前應檢查設備、控制儀器、液氮供給及管路系統(tǒng)的狀況。7.4.2根據工件的形狀、尺寸、重量，設計使用合適的裝料方式。工件應置于設備的有效冷卻區(qū)內，均勻分布并使空間氣流循環(huán)暢通。7.4.3深冷處理工藝過程控制應按照GB/T32541的規(guī)定執(zhí)行。7.4.4應去除深冷處理后的工件表面的冷凝水分。7.4.5深冷處理工件應按工藝要求進行后續(xù)處理。7.4.6深冷處理一般在常規(guī)熱處理后及時進行。8工件質量控制和檢驗8.1外觀工件表面應無裂紋、傷痕及銹班，表面質量應滿足產品和后續(xù)工序的要求。外觀檢驗應采用目測或按GB/T15822.1的規(guī)定。8.2硬度表面硬度和心部硬度應符合圖樣或技術條件要求。深冷件表面硬度檢測應在規(guī)定部位進行，深冷處理前后硬度差檢測應在相鄰部位進行。硬度測試按GB/T230.1、GB/T231.1、GB/T4340.1、GB/T4341.1和JB/T6050的規(guī)定。8.3畸變深冷后工件的畸變應不影響后續(xù)加工及使用，具體畸變量的允許范圍及測量方法由合同雙方協(xié)商確8.4殘留奧氏體鋼件深冷處理后，若要進行殘留奧氏體的測定，可采用X射線衍射法或金相法。9生產過程安全衛(wèi)生和環(huán)境保護要求9.1設備的生產裝置、安全衛(wèi)生防護技術措施、安全衛(wèi)生管理措施等應符合GB15735和GB/T30822的規(guī)定要求。9.2液氮裝置液量不低于儲量的25%，存放場所不宜超過50℃。液氮輸送壓力不能低于0.35MPa，不能高于0.6MPa。9.3生產過程應防止液氮泄露，節(jié)約能源，防止人員窒息和凍傷。9.4深冷處理過程中，嚴禁用手直接接觸工件。操作人員開閥門管道附件時，應戴好防凍用具。10節(jié)能要求10.1設備進