JBT 14734-2024《深冷处理设备热处理技术要求》

ICS25.200CCSJ36JBTechnicalrequirementsofheattreatmentforcryogenictreatmentequipment中华人民共和国工业和信息化部发布IJB/TXXXXX—XXXX前言 II 12规范性引用文件 13术语和定义 24设备分类和型号 25设备组成和技术要求 36设备可靠性要求 57热处理工艺要求 58工件质量控制和检验 69生产过程安全卫生和环境保护要求 610节能要求 6附录A（资料性）常用深冷处理设备型号及技术参数 8图1箱式深冷处理设备示意图 2图2井式深冷处理设备示意图 2表A.1箱式上开门深冷设备型号及基本参数 8表A.2箱式侧开门深冷设备型号及基本参数 8表A.3井式深冷设备型号及基本参数 9JB/TXXXXX—XXXX本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国机械工业联合会提出。本文件由全国热处理标准化技术委员会（SAC/TC75）归口。本文件起草单位：天津市热处理研究所有限公司、中国科学院理化技术研究所、山东天瑞重工有限公司、中国机械总院集团北京机电研究所有限公司。本文件主要起草人：宋宝敬、顾开选、李永胜、李俏、高新宇、王洋、王宝平、郭嘉、王俊杰。本文件为首次发布。1JB/TXXXXX—XXXX深冷处理设备热处理技术要求本文件界定了深冷处理设备的术语和定义，规定了深冷处理设备分类和型号、设备组成、技术要求、可靠性要求、热处理工艺要求、工件质量控制要求，描述了工件质量检验方法，规定了生产过程安全卫生和环境保护以及节能的要求。本文件适用于液氮为冷源的汽化对流换热式深冷处理设备对工件的深冷处理工艺活动。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T150.1压力容器第1部分：通用要求GB/T230.1金属材料洛氏硬度试验第1部分：试验方法GB/T231.1金属材料布氏硬度试验第1部分：试验方法GB/T3280不锈钢冷轧钢板和钢带GB/T4340.1金属材料维氏硬度试验第1部分：试验方法GB/T4341.1金属材料肖氏硬度试验第1部分：试验方法GB5226.1机械电气安全机械电气设备第1部分：通用技术条件GB/T7232金属热处理术语GB/T8121热处理工艺材料术语GB/T8979纯氮、高纯氮和超纯氮GB/T9452热处理炉有效加热区测定方法GB/T10067.1电热和电磁处理装置基本技术条件第1部分：通用部分GB/T10067.4电热装置基本技术条件第4部分：间接电阻炉GB/T13324热处理设备术语GB/T15318热处理电炉节能监测GB15735金属热处理生产过程安全、卫生要求GB/T15822.1无损检测磁粉检测第1部分：总则GB/T17358热处理生产电耗计算和测定方法GB/Z18718热处理节能技术导则GB/T25743钢件深冷处理GB/T30822热处理环境保护技术要求GB/T30825热处理温度测量GB/T32541热处理质量控制体系JB/T6050钢铁热处理零件硬度测试通则2JB/TXXXXX—XXXX3术语和定义GB/T7232、GB/T8121、GB/T10067.1、GB/T10067.4和GB/T13324界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1深冷处理设备cryogenictreatmentequipment以液氮为冷源进行深冷处理的装备。4设备分类和型号4.1分类采用液氮作为冷源的汽化对流换热式深冷处理设备按保温工作室结构形式可分为箱式（见图1）和井式（见图2）两大类，其中箱式深冷设备按箱门开启方式，可分为箱式上开门和箱式侧开门等，箱式侧开门深冷设备可与真空炉、多用炉等热处理设备配套在线使用。a)上掀开启式b)侧开在线式图1箱式深冷处理设备示意图4.2型号规格深冷处理设备一般按工作室最大有效装载空间，划分为不同型号。其表示方法如下：SLX-□□工作室型式，箱式上掀式的不写,箱式侧开式为C，井式为J，在线式为X；工作室最大有效装载空间；产品代号，代表深冷设备系统。常用型号规格及技术参数参见附录A。3JB/TXXXXX—XXXX图2井式深冷处理设备示意图5设备组成和技术要求5.1一般要求5.1.1深冷处理设备的类别、组成配置、控制系统、液氮供给系统等应能满足热处理工艺、产品的技术要求和生产率要求。5.1.2深冷处理设备设计和制造应满足GB/T10067.1、GB/T10067.4及GB/T32541的规定。5.2设备组成5.2.1箱体5.2.1.1内胆内胆材料应为不锈钢，板厚不小于2mm，保证箱体具有足够强度、刚度和良好密封性，材料应符合GB/T3280的要求。5.2.1.2外壳外壳可根据实际要求选择能满足设备正常工作条件和使用寿命的不锈钢或普通钢板材料，设计时应严格计算强度，保证正常工作下不产生变形和塌陷，如选用普通钢板材料表面应做喷涂或喷漆处理。5.2.1.3保温层保温层选用高密度聚氨脂泡沫作为保温材料，厚度不应小于150mm，应保证在最大装载量、最低工作温度下整个箱体平稳、牢固，无塌陷。5.2.1.4密封件箱门与箱体间密封件选用羊毛毡条，在低温状态下具有压缩量，保证密封性能，无漏气现象。5.2.1.5箱门启闭机构4JB/TXXXXX—XXXX箱门开启机构主要可为手动开启或动力驱动开启方式，采用手动开启方式箱门上应设有气压助力机构，方便箱门的开启和支撑，采用带有动力开启功能的驱动装置要稳定、可靠。5.2.1.6箱门锁紧机构箱门锁紧机构分为动力锁紧和手动锁紧，锁紧机构应灵活可靠，便于箱门与箱体间密封，保证密封性能。5.2.2制冷系统5.2.2.1自增压液氮储液容器额定压力范围应在0.8MPa～1.6MPa之间，符合GB/T150.1的要求。5.2.2.2液氮输送管在额定温度和压力范围应可正常使用，无破裂或泄露，输液管应采取保温措施，减少液氮消耗。5.2.2.3电磁阀选用能满足在－196℃低温条件下使用的专用电磁阀，保证工作时能安全启闭、无卡阻现象。5.2.2.4风机与风叶风机和风叶为选型产品，应严格按照保温室容积及相关技术要求，计算风量和风压，进行合理选配。5.2.2.5导风装置导风装置材料应选用不锈钢，材料应符合GB/T3280的要求，按照保温室结构及尺寸合理设计，保证工作时液氮不直接接触到工件，使工作区温度均匀。5.2.2.6排气孔排气孔应保证箱体内气体流动性强，使冷热交换平稳，排气孔引出口直径应根据容积和换热量合理计算。5.2.3加热系统为设备可选配置，用于深冷处理后箱内回温和循环处理，应根据箱体容积和工艺要求合理计算加热功率，一般使用温度不应超过250℃。加热元件一般采用管式电阻加热器，电阻丝材料一般为0Cr25Al5或Cr20Ni80钢，保护管材料一般为不锈钢，防止低温结露生锈。5.2.4温度控制系统5.2.4.1温度控制系统由控温仪表、记录仪表、超温报警装置和供电装置等组成。设备的控温和记录系统应符合GB/T30825的规定。5.2.4.2温度控制系统的测温传感器宜采用Pt100铂电阻或K型、T型热电偶。5.2.5电气控制系统电气控制系统应能方便操作，具有各状态互锁、限位、过载、超温、超时等保护和声光警示功能，保证设备正常运行和人身安全。5JB/TXXXXX—XXXX5.2.6计算机监控系统根据特殊要求为选配系统，可对生产过程进行远程监视和控制。5.3基本技术指标5.3.1深冷处理设备极限温度为－196℃,一般工作温度在额定上限温度190℃连续可调。5.3.2工作室有效冷却区温度均匀性为±5℃。温度均匀性测定方法和仪表精度选配应符合GB/T9452的规定。系统精度校验要求应符合GB/T30825的规定。5.3.3深冷处理设备的降温速率和升温速率0.1℃/min～10℃/min。5.3.4箱体表面温度与室温温差≤10℃。6设备可靠性要求6.1设备故障分类6.1.1一类故障——在生产中发生必须停机散温检修的故障。6.1.2二类故障——在生产中箱内发生可在不影响生产的情况下迅速修复的故障。6.1.3三类故障——在生产中发生属于电器元件质量、安装不牢固或运行不顺畅等只需稍作坚固或调整即可解决的故障。6.1.4对易耗品的正常损坏和更换不视为故障。6.2设备可靠性指标6.2.1一年内不得出现因设备设计制造不当造成的一类故障。6.2.2六个月内不得出现因设备设计制造不当造成的二类故障。6.2.3一个月内三类故障不得超过3次。6.2.4设备的控制仪表应符合GB/T30825规定的要求，电器元件应符合GB5226.1规定的要求。7热处理工艺要求7.1液氮液氮应符合GB/T8979的要求。7.2工艺流程装料→深冷处理开始降温至工艺温度→保温→完成后恢复至室温。7.3工艺规范7.3.1根据工件的特征（材料牌号、处理前的状态、形状和尺寸及后续加工工序等）、热处理要求、批量及设备条件等，制订合理的深冷处理工艺。7.3.2深冷处理降温速率一般控制在0.5℃/min～6.0℃/min；深冷处理后工件回温速率一般控制在2.0℃/min～10.0℃/min范围内。7.3.3深冷处理工件一般回温至室温后出深冷处理设备，按工艺要求也可直接从深冷处理设备取出，在空气中自然回温。7.3.4钢件和硬质合金深冷处理工艺应按GB/T25743的规定执行。6JB/TXXXXX—XXXX7.3.5铝合金件、钛合金件和铜合金件采用液氮汽化深冷处理的常用工艺为－70℃~-196℃,保温时间1h～4h，或者（－70℃~-196℃)~（120℃~200℃)一次或多次循环处理。7.4工艺过程控制7.4.1深冷处理前应检查设备、控制仪器、液氮供给及管路系统的状况。7.4.2根据工件的形状、尺寸、重量，设计使用合适的装料方式。工件应置于设备的有效冷却区内，均匀分布并使空间气流循环畅通。7.4.3深冷处理工艺过程控制应按照GB/T32541的规定执行。7.4.4应去除深冷处理后的工件表面的冷凝水分。7.4.5深冷处理工件应按工艺要求进行后续处理。7.4.6深冷处理一般在常规热处理后及时进行。8工件质量控制和检验8.1外观工件表面应无裂纹、伤痕及锈班，表面质量应满足产品和后续工序的要求。外观检验应采用目测或按GB/T15822.1的规定。8.2硬度表面硬度和心部硬度应符合图样或技术条件要求。深冷件表面硬度检测应在规定部位进行，深冷处理前后硬度差检测应在相邻部位进行。硬度测试按GB/T230.1、GB/T231.1、GB/T4340.1、GB/T4341.1和JB/T6050的规定。8.3畸变深冷后工件的畸变应不影响后续加工及使用，具体畸变量的允许范围及测量方法由合同双方协商确8.4残留奥氏体钢件深冷处理后，若要进行残留奥氏体的测定，可采用X射线衍射法或金相法。9生产过程安全卫生和环境保护要求9.1设备的生产装置、安全卫生防护技术措施、安全卫生管理措施等应符合GB15735和GB/T30822的规定要求。9.2液氮装置液量不低于储量的25%，存放场所不宜超过50℃。液氮输送压力不能低于0.35MPa，不能高于0.6MPa。9.3生产过程应防止液氮泄露，节约能源，防止人员窒息和冻伤。9.4深冷处理过程中，严禁用手直接接触工件。操作人员开阀门管道附件时，应戴好防冻用具。10节能要求10.1设备进