一種防爆型固定式氨氣檢測探頭及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于儀器儀表技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種探頭及其制備方法，具體涉及一種防爆型固定式氨氣檢測探頭及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]氨氣是一種無色氣體，有刺激性氣味，密度小于空氣；氨氣也是重要的化工產(chǎn)品，氮肥工業(yè)、有機合成工業(yè)及制造硝酸、氨鹽和純堿都離不開它，但是氨氣對人體有害，氨被吸入肺后容易通過肺泡進入血液，與血紅蛋白結(jié)合，破壞運氧功能；短期內(nèi)吸入大量氨氣后可出現(xiàn)流淚、咽痛、聲音嘶啞、咳嗽、痰帶血絲、胸悶；呼吸困難，可伴有頭暈、頭痛、惡心、嘔吐、乏力等，嚴重者可發(fā)生肺水腫、成人呼吸窘迫綜合征，同時可能發(fā)生呼吸道刺激癥狀。
[0003]氨氣在使用過程中發(fā)生泄漏，就會造成環(huán)境污染，嚴重時還會導(dǎo)致人員氨氣中毒，因此，使用氨氣探測器成為必要的措施，氨氣探測器主要由報警控制主機和氨氣檢測探頭組成，報警控制主機有開關(guān)量輸出并可選通訊接口，可以外接聲光報警器或啟動控制設(shè)備，也可以與上位機通訊，氨氣探測器上的探頭一般采用金屬材料制成，在氨氣環(huán)境中容易腐蝕，氨氣多時在外界條件下容易發(fā)生爆炸，爆炸后氨氣探頭會嚴重受損；因此，研發(fā)一種能克服以上缺陷的氨氣檢測探頭成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對以上現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點，提出一種防爆型固定式氨氣檢測探頭及其制備方法，該制備方法簡單易行，制備成本低廉，制備過程中不會產(chǎn)生污染物，制備出的固定式氨氣檢測探頭防腐蝕性好，防爆性能佳，延長了使用壽命，降低了成本。
[0005]本發(fā)明解決以上技術(shù)問題的技術(shù)方案是:
一種防爆型固定式氨氣檢測探頭，該氨氣檢測探頭用于氨氣探測器上，包括顯示器及伸出顯示器的探頭管，探頭管按其質(zhì)量百分比計包括以下組分:
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%，F(xiàn)e ( 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%，余量為 Al ；
稀土元素的組分質(zhì)量百分比計為:La:10-13%, Y:8-11%, Sc:15-18%, Gd:10-18%, Sm:14-20% ；Ho:5-8%, Tb:3_6%其余鑭系元素，以上鑭系稀土各組分之和為100%。
[0006]本發(fā)明進一步限定的技術(shù)方案為:
前述防爆型固定式氨氣檢測探頭中，防爆型固定式氨氣檢測探頭的探頭管按其質(zhì)量百分比計包括以下組分:
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%，F(xiàn)e:0.01%，Pb:0.05%，Nb:0.07%，V:0.08%，稀土元素:0.17%，余量為Al ； 稀土元素的組分質(zhì)量百分比計為:La:10%, Y:10%, Sc:18%，Gd:15%，Sm:20% ；Ho:7%，Tb:5%其余鑭系元素，以上鑭系稀土各組分之和為100%。
[0007]前述防爆型固定式氨氣檢測探頭中，防爆型固定式氨氣檢測探頭的探頭管按其質(zhì)量百分比計包括以下組分:
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%，F(xiàn)e:0.03%，Pb:0.10%，Nb:0.08%，V:0.09%，稀土元素:0.18%，余量為Al ；
稀土元素的組分質(zhì)量百分比計為:La:13%, Y:8%，Sc:15%，Gd:18%，Sm:17% ；Ho:5%，Tb:3%其余鑭系元素，以上鑭系稀土各組分之和為100%。
[0008]前述防爆型固定式氨氣檢測探頭中，防爆型固定式氨氣檢測探頭的探頭管按其質(zhì)量百分比計包括以下組分:
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%，F(xiàn)e:0.05%，Pb:0.08%，Nb:0.06%，V:0.085%，稀土元素:0.15%，余量為Al ;
稀土元素的組分質(zhì)量百分比計為:La:11%, Y:11%, Sc:17%，Gd:10%，Sm:14% ；Ho:8%，Tb:6%其余鑭系元素，以上鑭系稀土各組分之和為100%。
[0009]本發(fā)明還設(shè)計一種防爆型固定式氨氣檢測探頭的制備方法，具體包括以下步驟: Cl)選用造型材料混制鑄型，造型材料按質(zhì)量百分比計包括以下組分:新砂:15-25%，
舊砂再生砂:60-80%，水玻璃:2.5-3.0%，有機酯固化劑:0.4-0.5% ;其中，新砂為硅砂，鑄型制成后用150-200°C的熱風進行烘干，待用；
(2)將防爆型固定式氨氣檢測探頭中探頭管的組分送至電爐中進行熔煉得到原料液，熔煉溫度控制在1400-1540°C，至所有組分全部熔煉完全，然后向原料液中加入球化劑，球化處理后再原料液表面撒布珍珠巖造渣以凈化原料液并立刻扒渣；
(3)經(jīng)扒渣后的原料液靜置10-15min，然后注入制備好的鑄型中得到探頭管鑄坯，澆注溫度控制在1350-1400 0C，澆注時間控制在5-7min，在澆注過程中加入占原料液比重的1-3%的變質(zhì)劑，變質(zhì)劑按質(zhì)量百分比計包括以下組分:稀土硅90%，鋁錠:5%，鎂錠:5% ；
(4)澆注后將整個探頭管鑄坯連同鑄型保溫l-3h，以消除殘余應(yīng)力，取出探頭管鑄坯空冷至室溫，然后對探頭管鑄坯進行調(diào)質(zhì)熱處理并經(jīng)冷卻工藝冷卻至室溫；
調(diào)質(zhì)熱處理具體為:采用一次正火+兩次回火，第一次回火溫度大于第二次回火溫度；正火:正式火溫度650-700°C，到溫后保溫8-13min ;第一次回火:采用分段加熱，第一段加熱溫度為750-800°C，到溫后保溫10_15min，第二段加熱溫度為800-850°C，到溫后保溫10-14min，然后空冷至室溫后進行第二次正火；第二次回火:采用分段加熱，第一段加熱溫度為700-750°C加熱，到溫后保溫ll_14min，第二段加熱溫度為750-780°C加熱，到溫后保溫 8_13min ；
冷卻工藝具體為:采用水冷與空冷結(jié)合，先采用水冷以2.5-3.00C /s的冷卻速率將探頭管鑄坯水冷至500-600°C，然后空冷至400-480°C，再采用水冷以3.4-4.0°C /s的冷卻速率將探頭管鑄坯水冷至200-250°C，最后空冷至室溫；
(5)將調(diào)質(zhì)熱處理后的探頭管鑄坯進行回火處理再次入爐并爐熱至240-255°C后保溫l-2h后出爐空冷至室溫，然后經(jīng)噴丸清理和機械加工得到探頭管半成品； (6)采用質(zhì)量百分數(shù)為12%的硝酸在40-50°C下對探頭管半成品進行酸洗，管內(nèi)壁先后用浸泡丙酮的棉布和干棉布借助于高壓水槍壓力推送下多次擦拭進行清潔處理，管外壁直接用丙酮的棉布和干棉布先后擦拭進行清潔處理，并進行矯直處理得到探頭管成品；
(7)對矯直處理后的探頭管成品進行無損檢測，檢驗合格后對探頭管成品進行防銹處理，然后包裝入庫。
本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明的探頭管成分添加了硅，硅作為還原劑和脫氧劑，能顯著提高材料的彈性極限，屈服點和抗拉強度，硅和鉬、鉻等結(jié)合，有提高抗腐蝕性和抗氧化的作用；鉛的加入提升了生個材料的防爆性能；氮，氮能提高材料的強度，低溫韌性和焊接性，增加時效敏感性；錳是良好的脫氧劑和脫硫劑，使得材料不但有足夠的韌性，且有較高的強度和硬度，提高材料的淬性，改善材料的熱加工性能，提高耐磨性，也是一種保護膜提高了耐腐蝕性；鉻，鉻能顯著提高強度、硬度和耐磨性，還能在表面形成氧化膜來阻止腐蝕提高鋼的抗氧化性和耐腐蝕性；鉬，提高淬透性和熱強性能，在高溫時保持足夠的強度和抗蠕變能力，提高機械性能；鈦，是鋼中強脫氧劑，它能使鋼的內(nèi)部組織致密，細化晶粒力，降低時效敏感性和冷脆性，改善焊接性能，避免晶間腐蝕；銅，能提高強度和韌性，特別是大氣腐蝕性能；加入Nb、V 一方面可在減少碳當量含量的同時提高強度，另一方面，將不純物質(zhì)如氧、氮、硫等固定起來，從而改善鑄件的加工性能可焊性；本發(fā)明中加入的Nb與C的親和力比較大，Nb加入后優(yōu)先于C結(jié)合生成碳化鈮(NbC)，有效防止晶間腐蝕。
[0010]本發(fā)明探頭管的成分中加入稀土元素，稀土元素的金屬原子半徑大且稀土具有較高的活性，很容易填補在其晶粒及缺陷中，并生成能阻礙晶粒繼續(xù)生長的膜，從而使晶粒細化而提高鋼的性能，同時，稀土元素易和氧、硫等元素化