一种防爆型固定式氨气检测探头及其制备方法

文档序号:9321074阅读:311来源:国知局
一种防爆型固定式氨气检测探头及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于仪器仪表技术领域,涉及一种探头及其制备方法,具体涉及一种防爆型固定式氨气检测探头及其制备方法。
【背景技术】
[0002]氨气是一种无色气体,有刺激性气味,密度小于空气;氨气也是重要的化工产品,氮肥工业、有机合成工业及制造硝酸、氨盐和纯碱都离不开它,但是氨气对人体有害,氨被吸入肺后容易通过肺泡进入血液,与血红蛋白结合,破坏运氧功能;短期内吸入大量氨气后可出现流泪、咽痛、声音嘶哑、咳嗽、痰带血丝、胸闷;呼吸困难,可伴有头晕、头痛、恶心、呕吐、乏力等,严重者可发生肺水肿、成人呼吸窘迫综合征,同时可能发生呼吸道刺激症状。
[0003]氨气在使用过程中发生泄漏,就会造成环境污染,严重时还会导致人员氨气中毒,因此,使用氨气探测器成为必要的措施,氨气探测器主要由报警控制主机和氨气检测探头组成,报警控制主机有开关量输出并可选通讯接口,可以外接声光报警器或启动控制设备,也可以与上位机通讯,氨气探测器上的探头一般采用金属材料制成,在氨气环境中容易腐蚀,氨气多时在外界条件下容易发生爆炸,爆炸后氨气探头会严重受损;因此,研发一种能克服以上缺陷的氨气检测探头成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

【发明内容】

[0004]本发明所要解决的技术问题是,针对以上现有技术存在的缺点,提出一种防爆型固定式氨气检测探头及其制备方法,该制备方法简单易行,制备成本低廉,制备过程中不会产生污染物,制备出的固定式氨气检测探头防腐蚀性好,防爆性能佳,延长了使用寿命,降低了成本。
[0005]本发明解决以上技术问题的技术方案是:
一种防爆型固定式氨气检测探头,该氨气检测探头用于氨气探测器上,包括显示器及伸出显示器的探头管,探头管按其质量百分比计包括以下组分:
C:0.2-0.3%, Mn:1_3%,P:0.03-0.05%,S 彡 0.025%,Mo:0.12-0.15%,Ni:0.25-0.30%,Cu:0.08-0.11%,Si:0.5-0.7%,Ti:0.09-0.15%,Cr:0.8-0.9%,Mn:0.3-0.5%,Fe ( 0.05%,Pb:0.05-0.10%,Nb:0.06-0.08%,V:0.08-0.09%,稀土元素:0.15-0.18%,余量为 Al ;
稀土元素的组分质量百分比计为:La:10-13%, Y:8-11%, Sc:15-18%, Gd:10-18%, Sm:14-20% ;Ho:5-8%, Tb:3_6%其余镧系元素,以上镧系稀土各组分之和为100%。
[0006]本发明进一步限定的技术方案为:
前述防爆型固定式氨气检测探头中,防爆型固定式氨气检测探头的探头管按其质量百分比计包括以下组分:
C:0.2%,Mn:3%,P:0.05%,S:0.0:15%,Mo:0.15%,N1:0.28%,Cu:0.08%,S1:0.6%,Ti:0.09%,Cr:0.85%,Mn:0.3%,Fe:0.01%,Pb:0.05%,Nb:0.07%,V:0.08%,稀土元素:0.17%,余量为Al ; 稀土元素的组分质量百分比计为:La:10%, Y:10%, Sc:18%,Gd:15%,Sm:20% ;Ho:7%,Tb:5%其余镧系元素,以上镧系稀土各组分之和为100%。
[0007]前述防爆型固定式氨气检测探头中,防爆型固定式氨气检测探头的探头管按其质量百分比计包括以下组分:
C:0.3%,Mn:1%,P:0.03%,S:0.010%,Mo:0.12%,N1:0.30%,Cu:0.11%,S1:0.7%,Ti:0.15%,Cr:0.9%,Mn:0.5%,Fe:0.03%,Pb:0.10%,Nb:0.08%,V:0.09%,稀土元素:0.18%,余量为Al ;
稀土元素的组分质量百分比计为:La:13%, Y:8%,Sc:15%,Gd:18%,Sm:17% ;Ho:5%,Tb:3%其余镧系元素,以上镧系稀土各组分之和为100%。
[0008]前述防爆型固定式氨气检测探头中,防爆型固定式氨气检测探头的探头管按其质量百分比计包括以下组分:
C:0.25%,Mn:2%, P:0.04%,S:0.025%,Mo:0.14%,N1:0.25%,Cu:0.09%,S1:0.5%,Ti:0.011%,Cr:0.8%,Mn:0.4%,Fe:0.05%,Pb:0.08%,Nb:0.06%,V:0.085%,稀土元素:0.15%,余量为Al ;
稀土元素的组分质量百分比计为:La:11%, Y:11%, Sc:17%,Gd:10%,Sm:14% ;Ho:8%,Tb:6%其余镧系元素,以上镧系稀土各组分之和为100%。
[0009]本发明还设计一种防爆型固定式氨气检测探头的制备方法,具体包括以下步骤: Cl)选用造型材料混制铸型,造型材料按质量百分比计包括以下组分:新砂:15-25%,
旧砂再生砂:60-80%,水玻璃:2.5-3.0%,有机酯固化剂:0.4-0.5% ;其中,新砂为硅砂,铸型制成后用150-200°C的热风进行烘干,待用;
(2)将防爆型固定式氨气检测探头中探头管的组分送至电炉中进行熔炼得到原料液,熔炼温度控制在1400-1540°C,至所有组分全部熔炼完全,然后向原料液中加入球化剂,球化处理后再原料液表面撒布珍珠岩造渣以净化原料液并立刻扒渣;
(3)经扒渣后的原料液静置10-15min,然后注入制备好的铸型中得到探头管铸坯,浇注温度控制在1350-1400 0C,浇注时间控制在5-7min,在浇注过程中加入占原料液比重的1-3%的变质剂,变质剂按质量百分比计包括以下组分:稀土硅90%,铝锭:5%,镁锭:5% ;
(4)浇注后将整个探头管铸坯连同铸型保温l-3h,以消除残余应力,取出探头管铸坯空冷至室温,然后对探头管铸坯进行调质热处理并经冷却工艺冷却至室温;
调质热处理具体为:采用一次正火+两次回火,第一次回火温度大于第二次回火温度;正火:正式火温度650-700°C,到温后保温8-13min ;第一次回火:采用分段加热,第一段加热温度为750-800°C,到温后保温10_15min,第二段加热温度为800-850°C,到温后保温10-14min,然后空冷至室温后进行第二次正火;第二次回火:采用分段加热,第一段加热温度为700-750°C加热,到温后保温ll_14min,第二段加热温度为750-780°C加热,到温后保温 8_13min ;
冷却工艺具体为:采用水冷与空冷结合,先采用水冷以2.5-3.00C /s的冷却速率将探头管铸坯水冷至500-600°C,然后空冷至400-480°C,再采用水冷以3.4-4.0°C /s的冷却速率将探头管铸坯水冷至200-250°C,最后空冷至室温;
(5)将调质热处理后的探头管铸坯进行回火处理再次入炉并炉热至240-255°C后保温l-2h后出炉空冷至室温,然后经喷丸清理和机械加工得到探头管半成品; (6)采用质量百分数为12%的硝酸在40-50°C下对探头管半成品进行酸洗,管内壁先后用浸泡丙酮的棉布和干棉布借助于高压水枪压力推送下多次擦拭进行清洁处理,管外壁直接用丙酮的棉布和干棉布先后擦拭进行清洁处理,并进行矫直处理得到探头管成品;
(7)对矫直处理后的探头管成品进行无损检测,检验合格后对探头管成品进行防锈处理,然后包装入库。
本发明的有益效果是:
本发明的探头管成分添加了硅,硅作为还原剂和脱氧剂,能显著提高材料的弹性极限,屈服点和抗拉强度,硅和钼、铬等结合,有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用;铅的加入提升了生个材料的防爆性能;氮,氮能提高材料的强度,低温韧性和焊接性,增加时效敏感性;锰是良好的脱氧剂和脱硫剂,使得材料不但有足够的韧性,且有较高的强度和硬度,提高材料的淬性,改善材料的热加工性能,提高耐磨性,也是一种保护膜提高了耐腐蚀性;铬,铬能显著提高强度、硬度和耐磨性,还能在表面形成氧化膜来阻止腐蚀提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性;钼,提高淬透性和热强性能,在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力,提高机械性能;钛,是钢中强脱氧剂,它能使钢的内部组织致密,细化晶粒力,降低时效敏感性和冷脆性,改善焊接性能,避免晶间腐蚀;铜,能提高强度和韧性,特别是大气腐蚀性能;加入Nb、V 一方面可在减少碳当量含量的同时提高强度,另一方面,将不纯物质如氧、氮、硫等固定起来,从而改善铸件的加工性能可焊性;本发明中加入的Nb与C的亲和力比较大,Nb加入后优先于C结合生成碳化铌(NbC),有效防止晶间腐蚀。
[0010]本发明探头管的成分中加入稀土元素,稀土元素的金属原子半径大且稀土具有较高的活性,很容易填补在其晶粒及缺陷中,并生成能阻碍晶粒继续生长的膜,从而使晶粒细化而提高钢的性能,同时,稀土元素易和氧、硫等元素化
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