导图社区 AMS2750 G
AMS2750 G翻译版的思维导图,AMS2750 G 是航空航天材料规范(Aerospace Material Specification)中的一个标准,主要涉及热处理设备的温度均匀性、校准方法以及系统准确度的测试要求,此脑图汇总了AMS2750 G标准的主要结构和关键内容,便于快速了解和查阅该标准的各项要求。
编辑于2026-02-02 11:14:502026一建矿业-水文地质,内容全面,涵盖了岩石分类、岩石性质、矿井涌水量预测与观测方法、水文地质类型划分、土的性质、岩体结构等多个方面的知识。
2026一建矿业-工程测量,总结了矿业工程测量中的关键知识点和操作要点,适合用于相关领域的学习和参考。有需要的同学,赶紧收藏下来一起学习吧!
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AMS2750 G
2.2 名词解释
2.2.1 精确度
所测试的仪器或传感器与可追溯标准值之间的最大偏差
2.2.2 调整/校正
仪器参数的修改/变动
2.2.3 高压炉/高压锅
这是一种能够在高于大气压(标准大气压为760毫米汞柱)的压力下运行的烘箱,通常用于材料处理。它可以使用蒸汽、压缩空气或惰性气体进行加压
2.2.4 贱金属传感器
这是一种热电偶元件主要由贱金属及其合金构成的传感器
E型(镍铬-康铜)
J型(铁-康铜)
K型(镍铬-镍硅)
N型(镍铬硅-镍硅)
T型(铜-康铜)
2.2.5 间歇式炉
一种在(工艺规定的)保温期间,被处理的零件或原材料保持静止状态的热处理炉。需要注意的是,某些间歇炉可能会让物料在固定的工作区域内进行摆动或往复运动
2.2.6 偏置或输入偏移调整
对仪器进行调整,以施加、移除或改变一个固定偏移量的操作
2.2.7 双月一次
2.2.8 两周一次
2.2.9 校准
指基于一次或多次测量,将传感器或仪器的准确度与一个可溯源的标准传感器和/或现场测试设备或标准仪器进行比较评估的过程。此过程可能包含调整仪器和/或为传感器或仪器编制偏差图表,以确保其符合规定的要求
2.2.10 连续式炉
这是一种零件或原材料从装料区到卸料区连续或半连续地传送的热处理炉。常见的例子包括推送式炉、震底式炉、网带炉、辊底式炉和回转炉底炉
2.2.11 控制仪表
一种与控制传感器(如热电偶、热电阻)相连,用于控制热处理设备温度的仪表。该仪表可能具备记录温度数据的功能,也可能不具备
2.2.12 控制热电偶
安装在热处理设备上,并与控温仪表相连的传感器。其所测得的温度可能被记录,也可能不被记录。
2.2.13 控制区域
热处理设备中,具有独立的传感器、仪表以及加热或冷却系统,并能单独控制其温度的那一部分工作区域。这部分设备是独立受控的
2.2.14 液态控制炉
通过加热内部介质液体至所需热处理温度的炉子。零件和原材料通常完全浸没在该液体中进行处理
2.2.15 控制器
用于控制热处理设备温度的数字化或机械式装置(例如:炉温控制仪表、淬火槽机械式恒温器、冷冻设备压力控制器等)
2.2.16 修正因数
根据最近一次校准结果确定的、必须加到或从传感器、仪表或其组合(系统)的温度读数上,以获得真实温度的度数。传感器与仪表的修正值通常分开保存,在组合使用时再进行代数相加。修正值在数值上是偏差(误差)的代数相反数
2.2.17 数据采集系统
用于自动收集和存储过程数据,并形成电子记录的仪器系统,例如可编程逻辑控制器(PLC)
2.2.18 偏差/误差
在本规范中,指未经修正的显示温度与真实温度之间的差值(计算公式:显示温度 - 真实温度 = 偏差/误差)
2.2.19 数字显示仪表/设备
指一种以数字(数值)显示格式记录过程测量值,或同时打印出标尺(图表)和趋势线的仪器。其示例包括:使用预印制标尺并按规定(如3.2.1.4)数据采集间隔打印表格数据的记录仪,以及能自行生成标尺、趋势线或表格数据并同时显示指示温度的记录仪
2.2.20 电子记录
由计算机系统创建、修改、维护、归档、检索或分发的,以数字形式存在的文本、图形、数据、音频、图像或任何其他形式的信息组合
2.2.21 裸露式热电偶
热电偶元件的任何部分暴露于热处理设备环境之中的传感器
2.2.22 热电偶延长线
将未经处理的原始信号从传感器传输至仪表系统的导线。此类导线通常与传感器类型(热电偶分度号)相同,但对于某些热电偶类型,允许使用成分相近的补偿型导线替代
2.2.23 现场校准仪
一种符合特定标准(如表7)要求、其校准可溯源至次级标准或更高级标准,并用于对热处理设备进行现场校准或测试的仪器
2.2.24 流化床炉
一种内部装有固体颗粒介质,当气流(气氛气体或燃烧产物)自下而上穿过时,该介质会呈悬浮或流态化状态的炉子。零件与原材料通常浸没在流态化的介质中进行处理
2.2.25 频次/间隔
两次连续校准、测试或传感器更换之间间隔的日历天数。在本规范中,应遵循以下规定:
解释说明: 如果下一次校准、测试或传感器更换的预定日期在某个月份中不存在,则应使用该日历月份的最后一天作为下一次执行的到期日(例如:一项于1月31日执行的月度校准、测试或传感器更换,其下一次到期日应为2月的最后一天)
2.2.26 热处理炉
用于对零件或原材料进行热处理的设备。术语“炉”(Furnace)与“烘箱/烤箱”(Oven)在本语境下可互换使用
2.2.27 散热器/吸热体
一种内部嵌有一个或多个传感器,能够向记录仪器提供该材料块体自身温度数据的质量块
2.2.28 间隔
2.2.29 实验室热处理设备
专门用于按照材料和工艺规范要求,对样品、试样或测试件进行热处理的设备
2.2.30 负载热电偶
一种附着于或接触零件/原材料、零件/原材料的替代物,或埋入零件/原材料(如紧固件)堆垛(负载)中的传感器,其功能是向记录仪器(可能用于控制生产流程,如保温开始时刻)提供零件或原材料本身的温度数据
2.2.31 最大运行偏差
指针对热电响应(如热电偶的电动势-温度关系)所规定的一个以温度度数或百分比表示的允差带。最大允许误差提供了一个容限范围,各类传感器(的热电特性)必须在此范围内符合标准传感器分度表或其等效标准
2.2.32 材料生产商
2.2.53 条款中所定义的原材料制造者
2.2.33 测量接点
传感器的两根导线元件连接在一起以构成完整测量回路的位置,该位置用于测量未知温度。也称为热接点
2.2.34 多温区炉
具有多个独立温度控制区段的炉子
2.2.35 贵金属热电偶
热电偶元件主要由贵金属(如铂、铂铑合金等)及其合金构成的传感器
R型(铂铑13-铂)
B型(铂铑30-铂铑6)
S型(铂铑10-铂)
RTD:如Pt100
2.2.36 非消耗型传感器
热电偶元件没有任何部分暴露于热处理设备环境之中的传感器
2.2.37 非金属材料
通常在高压釜、空气烘箱或加热压机中进行处理的复合材料或胶接组件的固化工艺
2.2.38 偏移量
对仪器进行的任何手动或电子调整,用以改变仪器的期望设定值,或改变其计算温度的显示值。制造商特定的术语也可能包括偏置、输入偏移等
2.2.38.1 修正偏移
对仪器进行手动或电子调整,以补偿测量系统(包括仪表本身、延长线/连接器、传感器)的已知误差,从而提高系统的整体测量精度
2.2.38.2 修改偏移
对仪器进行手动或电子调整,以补偿因特定已知条件(包括但不限于:异常的炉温均匀性测试结果,或控制热电偶在炉罐/马弗罐内的特殊安装位置)所导致的测量或控制偏差
2.2.39 烘箱/热处理炉
用于对材料和零件进行热处理的设备。术语 “烘箱” 与 “炉” 在本规范中可以互换使用
2.2.40 超温保护系统
安装在热处理设备中的一套独立的传感器与仪表组合,用于探测任何超温情况,并触发报警和/或削减、切断加热输入。该控制的目的是保护零件、原材料和/或热处理设备免受过热损坏。允许使用集控制、记录与超温保护功能于一体的复合型仪表,但需证明该集成系统中的超温保护模块与炉温控制/记录系统是相互独立的
2.2.41 零件
通常通过零件号识别,是根据工程图纸要求由原材料加工而成的制品,通常仅采用无损检测技术进行检验。零件由制造商或其委托方,按照图纸、采购订单、加工订单或热处理规范进行热处理。 注:主管工程部门有权界定“零件”或“原材料”这两个术语
2.2.42 预防性维护程序/PM程序
这是一项旨在评估、(按需)采取纠正措施并记录可能对热处理设备符合本规范任何要求产生不利影响的项目的状况的计划。预防性维护检查的频率基于经验设定,以确保在定期预防性维护之间不会发生重大问题
2.2.43 一级标准传感器
直接对照参考标准进行校准,并满足特定标准(如表1)要求的传感器
2.2.44 一级标准仪表
直接对照参考标准仪表进行校准,并满足特定标准(如表7)要求的仪表
2.2.45 工艺图标记录仪
请参见“记录仪”词条
2.2.46 可编辑逻辑控制器
一种数字计算机控制系统,能持续监测输入设备的状态,并根据预设的输入程序(配方)进行逻辑判断,进而控制输出设备的状态
2.2.47 合格工作温度范围
热处理设备的名义设定点温度范围。在该范围内,已在合格工作区内进行了温度均匀性测试,并确认其符合规定的容差要求。合格工作温度范围代表了包含±最小/最大均匀性公差在内的温度区间,零件或原材料可在此区间内进行加工处理
2.2.48 合格工作区
热处理设备内部空间中,温度变化符合规定的均匀性容差要求,且在合格工作温度范围内的那部分容积区域。该区域由最近一次温度均匀性调查中传感器的布置方式所定义
2.2.49 质量部门批准
对某项校准或测试的审核及接受/拒收状态提供的客观证据,该审核与判定需依据用户在质量体系内形成的文件化流程进行,且此流程亦须明确批准权限的任何委托情况
2.2.50 淬火系统
提供快速冷却功能的系统,通常使用油、水、水基聚合物溶液或气体介质来实现
2.2.51 辐射源调查
对铝合金热处理设备在高于800°F(427°C) 的温度下使用时进行的初始性检查。此调查适用于热源(如电加热元件或燃气辐射管)直接暴露于合格工作区,或仅通过一层金属挡板与之隔离的情况
2.2.52 辐射源调查传感器
一种温度均匀性测试传感器,通常为贱金属类型(E、J、K、N、M及T型),需与一块测试板配合使用,用于测定铝合金固溶热处理炉的加热特性
2.2.53 原材料
通常包括但不限于板材、带材、线材、棒材、条材、锻件、铸件和挤压型材等。原材料通常通过熔炼炉次号或批号进行标识,且通常需通过破坏性测试进行验收。原材料由材料生产商或其委托方,根据工艺或材料规范进行热处理。 注:主管工程部门有权界定“零件”或“原材料”这两个术语。
2.2.54 原材料热处理炉
按照工艺规范或材料规范,用于处理原材料的设备
2.2.55 记录仪
一种连接到控制、负载和/或记录用传感器上,用于记录热处理设备温度数据并生成永久性工艺记录的仪器。例如:图表记录仪、电子数据记录仪或数据采集系统
2.2.56 记录传感器
连接到记录仪,或连接到集成控制/记录系统的控制仪表上的传感器
2.2.57 循环温度模式
温度控制仪表的动作(如通断控制、PID调节)而引起的炉温周期性变化
2.2.58 参考标准传感器(贵金属型)
一种贵金属标准传感器,其已由美国国家标准与技术研究院或其他符合表1要求的国际公认标准组织进行校准
2.2.59 参考标准仪表
一种标准测试仪表,其已由美国国家标准与技术研究院或其他符合表7要求的国际公认标准组织进行校准
2.2.60 难熔金属传感器
热电偶元件主要由难熔金属(如钨、铼、钽、铌、钼)及其合金构成的传感器。例如:C型热电偶
2.2.61 冷藏设备
一个可维持在室温以下、>0°C的隔间、柜体或房间(冷藏柜),或可维持在≤0°C的隔间、柜体或房间(冷冻柜),具体类别取决于其使用温度范围。此设备可用于延缓或促进冶金相变,或用于储存金属材料
2.2.62 常驻系统精度测试传感器
一种在两次系统精度测试之间,始终保留在测试位置的测试传感器
2.2.63 马弗炉/罐式炉
一种包含一个马弗罐或炉罐的炉子,该罐体将正在热处理的零件或原材料与加热元件隔离开来。炉体通常包裹在马弗罐的外部
2.2.64 电阻温度检测器
一种元件(通常是其端部)的电阻值随其自身温度变化而改变的装置(例如:PT100、PRT等)
2.2.65 盐浴炉
一种内部盛有熔融盐液,并将其加热至所需热处理温度的炉子。零件或原材料通常浸没在熔盐中进行处理
2.2.66 二级标准测试仪表
一种直接对照一级标准或参考标准进行校准,并满足特定标准(如表7)要求,且在受控的测试环境中操作的仪表
2.2.67 二级标准测试传感器
一种直接对照一级标准测试传感器进行校准,并满足特定标准(如表1)要求的传感器
2.2.68 半连续式炉
参见“连续式炉”词条
2.2.69 传感器/温度传感器
在本规范中,指专为探测或测量温度而设计的装置(例如:热电偶、电阻温度检测器等)
2.2.70 特殊精度限制传感器及导线
初始校准精度达到或优于美国材料与试验协会标准 ASTM E230 中表1和表2所规定的特殊允差限值的传感器及配套延长导线
2.2.71 稳定(亦称均衡、平衡、稳态或热透状态)
设备稳定:指当所有控制和记录传感器的读数均处于温度均匀性调查所允许的公差带内,且各温区控制器正处于周期性调节和/或维持在设定温度的状态。 温度均匀性调查稳定:指在温度均匀性调查的稳定期间及之后,所有温度均匀性调查传感器均已达到期望的均匀性范围,且未表现出持续偏离设定点的上升或下降趋势。
2.2.72 系统精度测试
对传感器、延长线(及连接器)和仪表的综合误差或修正值之和进行的评估,以确保其符合特定标准(如表11或表12)的要求
2.2.72.1 对比式系统精度测试
通过比较被测热处理设备传感器系统(传感器、延长线、仪表)的读数与测试传感器系统(测试传感器、延长线、现场测试仪表)在应用修正值后的读数之间的差值,所进行的评估(参见第3.4.7节)。也称为 “探头检查”
2.2.72.2 计算式系统精度测试
通过数学计算热处理设备传感器、连接器、延长线及仪表通道各自的误差(或修正值)之和,所进行的评估(参见第3.4.8节)
2.2.72.3 系统精度测试豁免
在未执行比对式或计算式系统精度测试时,所需满足的附加要求与需进行的对比(参见第3.4.9节)
2.2.73 系统精度测试传感器
一种经过校准且量值可追溯,并满足特定标准(如表1)要求,专门用于系统精度测试的传感器
2.2.74 温度超调
任何一个温度传感器的读数超过了相关热处理设备等级所规定的上限温度容差(如表8所定义)的情况
2.2.75 温度传感器贯穿器
一种已安装的接线装置,用于将热处理设备内部的传感器(通常为热电偶)连接到设备外部的仪表系统,其两端通常配有插座、插孔或接线端子
2.2.76 温度均匀性
在合格工作区内,相对于设定点温度的温度变化量(通常以±度数表示)。对于马弗炉(以炉罐内的传感器进行控温),其温度变化量是相对于炉罐内的传感器,而非炉子的设定点温度。该要求由热处理设备所需满足的等级根据表8确定
2.2.77 温度均匀性测试记录仪
一种独立的数字记录仪,它满足表7对现场测试仪器的要求,并用于执行温度均匀性调查
2.2.78 温度均匀性测试热电偶
种经过校准且量值可追溯,并满足特定标准(如表1)要求的传感器
2.2.79 温度均匀性测试
在热处理设备稳定前后,使用符合表7要求的现场测试仪器以及符合表1、表17和表18(如适用)要求的传感器,对合格工作区内的温度变化所进行的评估
2.2.80 热处理工艺
为使零件或原材料达到规定的性能或状态,而将其置于受控的加热、保温或冷却过程中的任何工艺,且该工艺不存在根据第1.3节所述的例外情况
2.2.81 热处理设备
用于指代任何在受控温度下处理零件或原材料的容器(或装置) 的统称,例如高压釜、炉子、烘箱、淬火及冷藏设备、液态浴炉、加热压机等
2.2.82 热电偶
一种温度传感器,由两根热电特性不同的导线(热电偶丝) 在测量端连接而成。其产生的热电动势与两接点之间的温度梯度成正比
2.2.83 可追溯性或计量溯源性
测量结果能够通过一条不间断的、可追溯至国际单位制的链,与如(但不限于)以下国际公认标准组织所维护的基准相联系的能力:
美国国家标准与技术研究院
英国国家物理实验室
德国联邦物理技术研究院
瑞典国家测试、检验与计量局
中国合格评定国家认可委员会
日本产业技术综合研究所
巴西国家计量、标准化与工业质量研究院
国际计量局
2.2.84 传感器使用周期
传感器投入运行后,经历一次完整的加热或冷却过程(具体示例参见第3.1.4.2、3.1.7.2、3.1.7.5及3.1.11.1节)
2.2.85 真空炉
在保温阶段,于低于大气压(标准大气压为760毫米汞柱)的任何压力下处理零件或原材料的炉子
2.2.86 无限发射器
一种发送电磁波的装置;是广播设备中产生并调制射频电流,并将其传送到接收器的部件
2.2.87 齐纳电压基准
一种二极管,它允许电流以与理想二极管相同的方式正向导通,同时当反向电压高于一个特定值(即齐纳电压)时,也允许反向电流通过
3 技术要求
3.1 温度传感器
3.1.1 传感器一般要求
3.1.1.1 除非另有特别说明,本规范中定义的要求应适用于所有传感器
3.1.1.2 所有传感器应符合表1的要求。具有同等或更高校准精度的其他传感器也可采用。热电偶成分应符合ASTM E230或ASTM E1751以及表2的规定
3.1.1.3 电阻式温度检测器(RTDs)应采用贵金属制造,应符合表1的要求,并应视为非消耗品
3.1.1.4 传感器可采用裸线或涂层导线制造,也可采用如表2和表3所述的矿物绝缘/金属护套(MIMS)电缆制成
3.1.1.5 测量接点应通过以下任一方法制成:
对热电偶丝进行任意组合的绞合和/或焊接(不添加填充金属),包括非接地型和接地型矿物绝缘金属护套(MIMS)热电偶
对于温度≤2000°F(1100°C)的情况,允许将热电偶丝直接点焊至零件、模拟件或散热片上
3.1.2 传感器温度使用范围
传感器温度范围的使用指南可参考ASTM MNL12、ASTM E230、ASTM E608、ASTM E1137、ASTM E1751、IEC 60751或其他国际认可标准,并应符合传感器供应商的技术规范
3.1.3 延伸导线与连接器
3.1.3.1 延伸导线应与所用传感器及仪表的标称成分一致,除非允许使用兼容的补偿型延伸导线(例如,贵金属类型)。延伸导线应符合表2的要求
3.1.3.2 延伸导线不得拼接,除非使用兼容的连接器进行连接
3.1.3.3 连接器、插头、插座及接线端子属于兼容类型——即其热电特性符合相应传感器类型的特性——则允许使用
3.1.3.4 无线变送器可用作延伸导线的替代方案
3.1.4 传感器校准
3.1.4.1 传感器校准方法应符合 ASTM E207、ASTM E220 或其他国际公认标准
3.1.4.2 传感器首次使用前应进行校准
3.1.4.3 传感器校准周期(无论基于时间、使用次数或温度)均为允许的最长时限
3.1.4.4 用户应制定控制热处理设备传感器更换的程序,该程序应基于支撑数据(包括但不限于系统精度测试、温度均匀性测量和重新校准数据,以及/或趋势分析)设定最大使用寿命和/或使用次数的限制
3.1.4.5 传感器应在等于或低于其最低使用温度、以及等于或高于其最高使用温度的条件下进行校准或重新校准。若传感器仅用于单一温度,则可仅在该使用温度下进行校准
3.1.4.6 校准机构提供的校准或再校准温度点之间的间隔,对于所有传感器均不得超过250°F(140°C)
3.1.4.7 除美国国家标准与技术研究院或其他国际公认标准组织外,任何校准机构均不得对最高校准温度以上及最低校准温度以下的校准修正因子进行外推计算
3.1.4.8 允许采用线性方法对两个已知校准点之间的修正因子进行插值计算
3.1.4.9 或者,应采用最近校准点的修正因子
3.1.4.10 无论采用哪种方法,均应明确定义并保持应用的一致性
3.1.4.11 对于表5允许的传感器再校准,可使用再校准日期或再校准后的首次使用日期作为校准周期的起始日期。相关程序应明确规定该惯例如何应用及记录,以确保符合要求
3.1.5 线材/电缆卷
3.1.5.1 由线材卷制成的、经过校准的消耗性或非消耗性传感器可替代单独校准的传感器使用
3.1.5.2 校准时所使用的线材/电缆卷最大长度应符合表4的规定
3.1.5.3 线材卷应在两端进行取样和校准。每端测得的独立修正因子均须满足表1的要求,且应以线材卷两端在每个校准温度下的测量值计算平均修正因子,并应用于该卷线的全长
3.1.5.4 若取样传感器在任一校准温度下,其两端修正因子的差值超过以下限值,则该线材卷不得投入使用:
a. 一级传感器和二级标准传感器:1.0°F(0.6°C)
b. 控制、记录、负载传感器以及系统精度测试和温度均匀性测量传感器:2.0°F(1.1°C)
3.1.5.5 对于不符合3.1.5.4节要求的线材卷,适用以下规定:
a. 允许将该线材卷分割成较短的段,前提是分割后的各段符合3.1.5.4节的要求
b. 允许使用该线材卷中的单个传感器,但前提是这些传感器须按表1的要求进行校准
3.1.6 传感器重复使用的一般要求
除非绝缘层完好无损,且导线/电缆(包括测量接点)无损坏(见表5),否则任何传感器均不得重复使用
3.1.7 SAT和TUS传感器重复使用要求
3.1.7.1 在使用温度高于500.0°F(260.0°C)的情况下重复使用E型或K型传感器时,其插入深度应等于或大于以往任何一次使用时的插入深度
3.1.7.2 消耗性的贱金属、贵金属及难熔金属系统精度测试与温度均匀性测量传感器可重复使用:
a. 贱金属和难熔金属传感器若严格在等于或低于500.0°F(260.0°C)的温度下使用,自首次使用起最长可使用3个月,且使用次数不限
b. 贵金属传感器自首次使用起最长可使用6个月,且使用次数和使用温度均不限
3.1.7.3 消耗性贱金属与难熔金属系统精度测试及温度均匀性测量传感器:
a. M型、C型、T型、K型及E型传感器在500.0°F至1200.0°F(260.0°C至650.0°C)温度区间使用时,其重复使用期限不得超过3个月或5次(以先到者为准);在高于1200.0°F(650.0°C)的温度下使用时,仅限单次使用
b. J型与N型传感器在500.0°F至1200.0°F(260.0°C至650.0°C)温度区间使用时,其重复使用期限不得超过3个月或10次(以先到者为准);在高于1200.0°F(650.0°C)的温度下使用时,仅限单次使用
3.1.7.4 必须保存传感器的累计重复使用记录,包括传感器批次号、使用温度和使用次数
3.1.7.5 贱金属或难熔金属温度均匀性测量传感器的使用应受到以下限制,以先到者为准:不得超过消耗性传感器在3.1.7.3节中定义的最大使用次数、非消耗性传感器在表6中定义的最大使用次数,或自首次使用起6个月。其重复使用需满足3.1.6节和3.1.8节的限制条件,即:
a. 仅限于在≤1200°F(≤650°C)的温度下使用
b. 标识安装日期以及累计使用次数和温度
c. 在每次温度均匀性测量之间得到妥善保护/防止损坏(如挤压、过度接触湿气、腐蚀等),或保持安装在测量架上,且在每次测量之间对该测量架进行保护
3.1.8 传感器修复
3.1.8.1 如果受损的消耗性传感器其缺陷部分(包括先前在炉内暴露过的任何部分)被切除,且测量接点被重新制作,则允许对该传感器进行修复利用
3.1.8.2 修复后的传感器应沿用其原始的校准数据
3.1.9 控制和记录传感器
3.1.9.1 控制传感器应布置在热处理设备中,以确保设备在合格工作区内的温度得到控制并保持均匀性。记录传感器的安装位置应符合所适用仪表类型的要求(见表9)
3.1.10 贱金属负载传感器
3.1.10.1 消耗性贱金属和难熔金属负载传感器可在以下条件下使用:
a. 在温度等于或低于500.0°F(260.0°C)下使用时,自首次使用起最多可使用3个月,且使用次数不限
b. M型、C型、T型、K型和E型传感器在500.0°F至1200.0°F(260.0°C至650.0°C)范围内使用时,限用3个月或5次(以先到者为准);在温度高1200.0°F(650.0°C)时,仅限单次使用
c. J型和N型传感器在500.0°F至1200.0°F(260.0°C至650.0°C)范围内使用时,限用3个月或10次(以先到者为准);在温度高于1200.0°F(650.0°C)时,仅限单次使用
3.1.10.2 非消耗性贱金属负载传感器的使用寿命应受其最高工作温度以及自首次使用之日起的日历天数限制
3.1.10.3 必须保存负载传感器在温度高于500°F(260°C)时的累计使用记录,包括传感器批次号、负载循环、温度和使用次数。使用次数的统计应包括系统精度测试和温度均匀性测量期间的使用
3.1.10.4 非消耗性贱金属负载传感器的最大更换周期或使用次数(自首次使用起,以先到者为准)应符合表6的规定
3.1.11 传感器校准结果和记录
3.1.11.1 传感器校准或再校准的结果应予以记录。记录内容应包括:
a. 传感器、传感器批次或线材/电缆卷的标识
b. 传感器类型,例如:K型、N型、E型、RTD等
c. 校准或再校准的日期
d. 校准报告所代表的线材/电缆卷的数量或长度
e. 注明是首次校准还是再校准
f. 要求的校准精度
g. 所用标准测试传感器和标准测试仪器的标识
h. 标称校准温度
i. 被校准传感器的实际温度读数
j. 校准方法,注明依据ASTM E220或其他国际公认标准
k. 每个校准温度的修正因子或偏差/误差,包括线材/电缆卷两端平均修正因子
l. 记录文件应明确注明偏差(误差)或修正因子
m. 声明可追溯至美国国家标准与技术研究院或其他国际公认标准组织
n. 校准机构的标识
o. 执行校准的技术人员标识
p. 校准机构授权代理人的批准
q. 用户质量部门的批准
3.2 仪器仪表
3.2.1 仪器仪表一般要求
3.2.1.1 毫伏与温度之间的转换应符合 ASTM E230 或其他国际公认标准的规定
3.2.1.2 传感器的输出信号应通过本文规定的仪器,或具有同等或更高精度的仪器,转换为温度读数
3.2.1.3 仪器应根据表7进行校准,且其量值应可追溯至美国国家标准技术研究院(NIST)或其他国际公认的标准组织。
3.2.1.4 在每个温度处理周期的保温阶段,每个记录传感器的过程记录数据采集点应不少于六个,且采集间隔不得超过十分钟
3.2.1.5 数据采集的间隔时间应足以证明符合冷却速率的要求
3.2.1.5.1 当零件或原材料处于热处理设备内的整个期间,记录仪器应持续主动地记录/采集数据。若因转移负载而必须断开负载传感器,用户应提供其他客观证据以证明工艺合规性(例如,数据显示温度从其他符合保温期要求的炉内记录传感器的温度下降的情况)
3.2.2 测试仪器(主标准器、次级标准器及现场测试仪器)
3.2.2.1 一级标准仪器和二级标准仪器应为数字式仪器,并应满足表7中规定的温度度数或毫伏值的校准精度要求,其毫伏值可转换为温度度数以证明其具有同等精度
3.2.2.2 现场测试仪器应为数字式,对于所使用的任何输入和输出,其最小读数能力应不低于0.1°F或0.1°C
3.2.2.3 测试仪器的校准应至少使用六个模拟传感器输入和/或输出信号进行。这些信号应包括测试或校准所用工作范围的最小值和最大值,以及至少四个中间点。中间点应代表正常工作区域,或在使用该仪器进行测试或校准的范围内大致等间距分布
3.2.2.3.1 对于仅在单一温度下使用的测试仪器,应仅在该单一温度下进行校准
3.2.2.4 校准应针对所使用的每种输入和输出类型进行,例如,若仪器用于特定量程,则需对每种在用的传感器类型以及毫伏(mV)、毫安(mA)等进行校准
3.2.2.5 对于可以单独调节或调整的每个在用通道,或可以作为一个整体进行调节或调整的每组通道,均应进行校准。未使用的通道应予以封闭或加贴标识,以防止误用
3.2.2.6 符合次级标准器精度的测试仪器可在生产环境中用作现场测试仪器。其校准频率应与现场测试仪器相同,且仪器操作应在仪器制造商规定的环境条件范围内进行
3.2.3 控制、记录及超温监控仪器
3.2.3.1 所有控制、记录及超温监控仪器均应为数字式
3.2.3.2 数字记录仪器应生成永久性记录,且其最小可读精度不低于0.1°F或0.1°C
3.2.3.2.1 仅显示整数的数字记录仪器可在AMS2750 G版发布后继续使用一年,其最大校准精度应为±2°F或±1°C,或为温度读数的±0.2%(计算结果向内舍入至较小的整数)
3.2.3.3 仪器应接收来自传感器的未经修改的信号,但允许进行模数转换、数模转换,或接收经数字化处理、错误校验的直接测量值的等效表示形式
3.2.3.4 校准应在“现有状态”下进行,并考虑到任何已施加且有记录的偏移量。校准应在整个合格工作温度范围内的最小、最大值以及至少一个位于中间三分之一区间的点,共计至少三个模拟传感器输入点处执行,以记录“现有状态”
3.2.3.5 对于没有规定合格工作温度范围的设备(例如淬火槽和制冷设备),应在其使用工作范围的最小值、最大值以及至少一个位于中间三分之一区间的点,共计至少三个模拟传感器输入点处执行校准
3.2.3.5.1 对于具有合格工作温度范围和不合格使用温度范围的设备(例如深冷回火装置),其仪器校准点应遵循以下规定:合格工作温度范围按3.2.3.4节要求执行,不合格使用温度范围按3.2.3.5节要求执行
3.2.3.6 对于仅在单一温度下使用的控制、记录及超温监控仪器,其校准可在该单一使用温度下进行,或根据适用情况按3.2.3.4节或3.2.3.5节的规定执行
3.2.3.7 仪器误差是指被校准仪器的读数与现场测试仪器读数之间的差值。当生产中使用任何有记录的修改偏移量时,被校准仪器的读数应通过代数方法进行修正
3.2.3.8 进行任何校准调整后,应根据适用情况,按照3.2.3.4、3.2.3.5或3.2.3.6节的规定对仪器进行验证,以记录其“调整后状态”
3.2.3.9 对于可以单独调节或调整的每个在用通道,或可以作为一个整体进行调节或调整的每组通道,均应进行校准
3.2.3.10 多通道数字记录仪器的所有在用通道均应进行校准。未使用的通道应予以明确标识,以防止误用
3.2.3.11 当控制系统与记录系统集成,使得数字显示的控制值与数字记录值源自同一测量电路且无法存在差异时,仅需为控制读数记录单一的显示/记录值
3.2.3.12 对于马弗炉,应控制炉温以使炉罐内保持在规定温度。至少,控制仪器的校准应覆盖炉罐内的使用温度范围
3.2.3.13 显示温度的制冷及淬火设备控制仪器应进行校准。所有记录仪器均应进行校准(见表7)
3.2.3.14 所有数字记录仪器及数据采集系统的计时功能应至少每年校准一次,其精度应达到±1分钟/小时。校准时间可≤1小时,并将结果换算以满足±1分钟/小时的要求
3.2.3.15 外部计时设备(如定时器、时钟、秒表等)应至少每两年校准一次,其精度应达到±1秒/分钟
3.2.3.16 作为3.2.3.14或3.2.3.15的替代方案,可通过卫星、互联网或电话系统,将数字记录仪器、数据采集系统或外部计时设备与NIST或其他国际等效标准进行每月至少一次的数字化同步,以支持达到±1分钟/小时的精度,此方法可以接受
3.2.3.17 允许使用在炉侧完成模数转换并将数字信号传输至记录仪器的无线设备。但必须对整个无线系统(无线发射器、无线接收器以及相关的控制和记录仪器)进行校准
3.2.4 电子记录
3.2.4.1 电子记录是指由计算机系统创建、修改、维护、归档、检索或分发的,以数字形式表示的文本、图形、数据、音频、图像或其他信息的任意组合
3.2.3.2 当使用生成电子记录的系统(控制、记录或数据采集系统)时,该系统应具备以下功能:
a. 生成无法在无痕迹情况下被修改的记录
b. 提供软件和回放工具用于检查和/或编译数据,但不得为用户提供任何修改源数据的手段
c. 提供以人可读和电子形式生成准确完整记录副本的能力,该副本应适用于检查、审核和复制
d. 能够通过记录电子审核或打印记录并进行物理标记以验证审核的方式,提供记录已被审核的证据
e. 在整个记录保存期内支持对准确记录的保护、保存和找回
f. 确保硬件和/或软件在整个3.7节规定的保存期内正常运行
g. 提供保护方法(例如密码),以将系统访问权限仅限于有授权记录的人员
3.2.3.3 必须提供证据证明软件修订已经过验证,以确保其持续符合材料或工艺规范要求,且一旦安装,用于控制热处理参数的程序、工艺配方或其他方法未被更改
3.2.5 仪表校准结果和记录
3.2.5.1 应在仪器上或仪器附近粘贴一个或多个标签,标明最近一次成功的校准信息。标签至少应包括以下内容:
a. 仪器编号或炉号
b. 校准执行日期
c. 下次校准截止日期
d. 执行校准的技术人员标识
e. 若校准有任何限制或限定条件,应予以注明。标注“见报告”等字样可接受
3.2.5.2 仪器校准的结果应予以记录。记录内容至少应包括:
a. 仪器的唯一标识
b. 被校准仪器的制造商和型号
c. 校准中所用测试仪器的唯一标识
d. 仪器若用于特定量程,则需标识每种在用的传感器类型(如K型、N型等)和信号形式(如V、mA等)
e. 信号输入位置的标识(仅适用于采用替代性系统精度测试的测量系统)
f. 要求的校准精度
g. 每个校准点的“发现时”数据,以及若有调整时的“调整后”数据,应包括:
1.标称测试温度
2.被校准仪器的读数
3.测试仪器的误差或修正因子(可选或在客户指定时提供)
4.被测试仪器的误差或修正因子(在指定情况下,可选择已修正或未修正测试仪器误差)
h. 根据3.2.6节记录的“发现时”和“调整后”的修正与修改偏移量
i. 仪器校准合格或不合格的声明
j. 校准的任何限制或限定条件
k. 校准执行日期
l. 下次校准截止日期
m. 可追溯至NIST或其他国际公认标准组织的声明
n. 执行校准的技术人员标识
o. 若非内部执行校准,则需标识校准机构
p. 若非内部执行,则需校准机构授权代理人的批准
q. 用户质量部门的批准
3.2.6 热处理设备仪器的修正与修改偏移量(参见2.2.38.1和2.2.38.2)
3.2.6.1 仪器修正与修改偏移量通用要求
3.2.6.1.1 若使用仪器修正和/或修改偏移量,则必须存在一份文件化的程序,用以说明何时以及如何进行仪器修正和/或修改偏移量的操作
3.2.6.1.2 最大累计修正偏移量不得超过热处理设备的均匀性容差,对于制冷及淬火设备仪器,则不得超过±5.0 °F或±2.8 °C。(例如,2级炉的仪器最大修正偏移量限值为±10.0 °F或±6.0 °C)
3.2.6.1.3 仪器修正和/或修改偏移量可以采用内部(电子式)或外部(手动式)方式,并且必须包含在校准、系统精度测试和温度均匀性测量的记录文件中
3.2.6.1.4 用于温度均匀性测量的控制仪器修改偏移量不得超过表15或表16规定的允许值
3.2.6.1.5 除了记录控制传感器温度的通道外,温度均匀性测量的修改偏移量不允许应用于记录器的其他通道
3.2.6.1.6 系统精度测试不允许使用修改偏移量。用于系统精度测试的控制和记录仪器修正偏移量不得超过表15或表16规定的允许值
3.2.6.1.7 对于生产中使用的负载传感器系统,允许使用修正偏移量,但不允许使用修改偏移量
3.3 热处理设备
3.3.1 炉子等级按表8的规定进行定义,并依据所指定的炉子等级确定。若未作规定,炉子等级应满足被处理零件或原材料所遵循的主规范中制定的温度均匀性测量要求。仪器类型根据用于控制、记录或指示目标温度所采用的仪器级别进行定义。控制与记录仪器的校准、系统精度测试及温度均匀性测量的周期,均基于表7、11、12、15或16中所规定的炉子等级与仪器类型的组合来确定
3.3.2 炉子仪器类型分类的要求如表9所示
3.3.3 制冷设备与淬火系统的仪器要求
3.3.3.1 所有制冷设备均应配备温度控制器。此项温度控制器要求不适用于液氮、干冰或干冰/液冷容器
3.3.3.2 若要求记录保温时间(最低、最高温度或两者),则所有制冷设备均应配备温度记录仪器
3.3.3.3 除非另有规定,第3.3.3.1条和第3.3.3.2条的要求不适用于材料在低于环境温度下的运输过程
3.3.3.4 淬火系统(浸入式或喷淋式)应配备传感器,并由记录仪器进行记录,前提是工艺要求记录温度(最低、最高温度或两者)
3.3.4 附加传感器
任何控制区内附加的记录或负载传感器数量不受限制,但其使用必须在受控的操作指导书或程序中予以规定
3.3.5 如表10所述,对于A型和C型仪器,当需要使用热端与冷端温度传感器时,可将其插入散热块(参见2.2.27节),并根据最近一次温度均匀性测量的结果,将其置于控制区内最热和最冷的位置——前提是温度均匀性测量中使用了结构相似的散热块
3.3.6 所需的最小传感器数量如表10所示
3.3.7 对于总合格工作区体积小于225立方英尺(6.4立方米)的多控制区炉子,如果其宽度、长度、直径或高度中的最长尺寸不超过其他任一尺寸的三倍,则可将炉子合格工作区体积视为单个控制区,用于确定热端与冷端温度记录传感器(A型或C型仪器)的布置位置以及所需负载传感器的数量,而无需考虑控制传感器(A型或B型仪器)的数量
3.3.8 对于总合格工作区体积大于等于225立方英尺(6.4立方米)的多区炉,可将其划分为若干控制区,每个控制区体积不得超过225立方英尺(6.4立方米)。每个控制区应包含表10为单个控制区定义的所有必需传感器。对于单个控制区体积达到或超过225立方英尺(6.4立方米)的炉子,每个控制区均应包含表10定义的所有必需传感器
3.4 系统精度测试
3.4.1 系统精度测试通用要求
3.4.1.1 系统精度测试是对传感器、延伸导线(及连接器)和仪器的综合误差或修正值之和的评估,以确保其符合表11或表12的要求
3.4.1.2 系统精度测试应在所有适用仪器类型所要求的控制和记录系统上执行,同时也要对用于生产热处理的每台热处理设备的每个控制区中,用于零件和原材料验收的任何附加记录系统进行测试
3.4.1.3 当控制系统与记录系统集成,使得数字显示的控制值与数字记录值源自同一测量电路且无法存在差异时,系统精度测试仅需记录单一的显示/记录值
3.4.1.4 用于论证系统精度测试周期延长的附加系统也应进行系统精度测试(参见3.4.3.2)
3.4.1.5 仅用于超温保护功能的系统无需进行系统精度测试
3.4.1.6 系统精度测试应使用符合表1要求的、经校准的独立系统精度测试传感器,以及符合表7要求的、经校准的独立现场测试仪器进行
3.4.1.7 热处理设备上使用的记录仪器不得用作现场测试仪器,除非能够证明集成系统的系统精度测试传感器记录通道与炉子记录系统分离,并且同时满足现场测试仪器的要求
3.4.2 执行系统精度测试
3.4.2.1 系统精度测试应首次执行,并随后根据表11或表12的周期要求定期执行
3.4.2.2 对于有记录的“停用/停役”期的设备,在恢复使用前,应对所有适用的系统执行新的系统精度测试
3.4.2.3 在可能影响系统精度测试差异的任何维护工作之后,也应执行系统精度测试(对比测试、替代测试或为豁免条款重新建立关系)。示例包括但不限于:
更换被测系统的传感器。(例如,使用单独校准传感器的系统在更换每个传感器后需要执行系统精度测试,而使用来自同一校准线卷/线轴的传感器的系统在更换线卷/线轴后需要执行系统精度测试)
在对控制或记录仪器进行任何调整后的校准
如果引入、移除了内部修正偏移量,或改变了现有的内部修正偏移量
因系统精度测试不合格而采取纠正措施之后
3.4.2.4 质量保证部门应做出并记录一项判定,以确定设备维护是否需要进行系统精度测试
3.4.3 系统精度测试周期
3.4.3.1 系统精度测试周期应根据炉子等级和仪器类型确定(参见2.2.25)
3.4.3.1.1 对于具有多个合格工作温度范围的炉子,应根据所使用炉子等级中最严格的周期要求执行系统精度测试
3.4.3.2 如果有效的预防性维护计划如2.2.42节所述,并且满足下列条件之一,系统精度测试周期可延长至表11或12中允许的最长周期:
3.4.3.2.1 每个控制区至少有两个传感器是非消耗性B型、N型、R型或S型传感器
3.4.3.2.2 3.4.9.6、3.4.9.8和表14的关系要求已记录并得到满足
3.4.3.2.2.1 如果每周的关系值超过2.0°F或1.1°C,在热处理设备恢复生产之前,必须进行一次对比性系统精度测试,并且其测试周期应恢复到正常周期,直至执行下一次温度均匀性测量以建立新的关系为止
3.4.4 系统精度测试差异
3.4.4.1 最大允许系统精度测试差异应根据炉子等级确定,如表11或表12所示
3.4.4.2 被测传感器系统(仪器/延伸导线/传感器)的读数与系统精度测试传感器及系统精度测试仪器在应用其校准修正因子(以代数方式)后的修正读数之间的差值,应记录为系统精度测试差异
3.4.4.2.1 系统精度测试传感器和系统精度测试仪器的修正因子可根据系统精度测试设定温度或观测到的系统精度测试仪器读数确定
3.4.4.2.2 无论采用哪种方法,均应明确定义并保持应用的一致性
3.4.4.3 与系统精度测试传感器及现场测试仪器进行比对的过程仪器和传感器的温度读数,应为生产热处理过程中读取或记录的温度读数。如果某些偏移量是根据文件化程序在生产热处理中一致应用的(符合3.4.4.4的规定),则应通过代数方法应用于被测系统
3.4.4.4 允许的仪器修正或修改偏移量包括:
3.4.4.4.1 仅为修正温度均匀性测量偏差结果而应用于控制及控制记录通道仪器的内部修改偏移量
例子:控制仪器的读数为 1000.0 °F,并且有一个 -3.0 °F 的修改偏移量以电子方式应用于该控制仪器。则在根据 3.4.4.2 节计算差值之前,应在 1000.0 °F 的读数上加上 +3.0 °F
3.4.4.4.2 为修正系统精度测试差异而对控制或记录仪器实施的、先前已有文件规定和明确说明的手动修正偏移量
例子:控制仪器的读数为 1352.0 °F,并且应用了一个为系统精度测试设定的 +2.0 °F 手动修正偏移量。则在根据 3.4.4.2 节计算差值之前,应在 1352.0 °F 的控制读数上加上 -2.0 °F
3.4.5 禁止的仪器偏移量包括:
3.4.5.1 为修正温度均匀性测量偏差结果而专门指定用于生产的、应用于控制仪器的外部(手动)修改偏移量。这些手动修改偏移量对系统精度测试的执行或系统精度测试差异的计算没有影响
例子:控制仪器的读数为 1905.0 °F,并且应用了一个为温度均匀性测量设定的 +5.0 °F 手动修改偏移量。则在根据 3.4.4.2 节计算差值时,应使用 1905.0 °F 的控制读数
3.4.6 系统精度测试方法
3.4.6.1 系统精度测试的要求可通过以下三种方法中的任意一种来满足,前提是传感器系统满足所执行方法的要求:
3.4.6.1.1 对比系统精度测试(见3.4.7)
3.4.6.1.2 替代系统精度测试(见3.4.8)
3.4.6.1.3 系统精度测试豁免(见3.4.9)
3.4.7 对比系统精度测试
3.4.7.1 在生产中使用的被测传感器的温度显示和记录(包含适用的偏移量或修正因子),应在合格工作温度范围内的任意温度点,与测试仪器上系统精度测试传感器的修正温度指示进行比对
3.4.7.1.1 对于具有多个合格工作温度范围的炉子,应在每个范围内至少每年执行一次定期系统精度测试
3.4.7.2 系统精度测试传感器的端部(测量接点)应尽可能靠近控制传感器或记录传感器的端部(测量接点),但两个传感器端部之间的距离不得超过3英寸或76毫米
3.4.7.3 系统精度测试传感器可临时插入以执行对比系统精度测试,也可作为常驻系统精度测试传感器使用,但需符合3.4.7.4.1至3.4.7.4.3节的限制条件
3.4.7.3.1 常驻系统精度测试传感器在温度高于500°F(260°C)时应仅限于B型、R型、S型或N型,并且在温度高于1000°F(538°C)时应为非消耗性(参见表5)
3.4.7.3.2 常驻系统精度测试传感器的类型应与被测传感器的类型不同,其定义见表13
3.4.7.3.3 常驻系统精度测试传感器应固定在组件上,以防止其相对于被测传感器发生移动。该位置应在安装和更换时得到验证。或者,常驻系统精度测试传感器也可独立于被测传感器安装,并且其位置应在每次系统精度测试前进行验证,以确保其在传感器安装事件之间未发生移动
3.4.4.3.4 允许使用超温传感器作为固定式系统精度测试(SAT)传感器,但前提是该传感器仅用于超温保护,且满足SAT传感器的所有要求、第3.4.7.3节以及表13的规定
3.4.8 替代性系统精度测试
3.4.8.1 替代性系统精度测试(Alternate SAT)方案仅适用于以下传感器系统:
3.4.8.1.1 负载传感器系统(消耗型和非消耗型),其中传感器在 >500 °F 或 >260 °C 的温度下仅使用一次
3.4.8.1.2 负载传感器系统(消耗型和非消耗型),其使用温度 ≤500 °F 或 ≤260 °C,且传感器更换周期等于或短于系统精度测试(SAT)周期
3.4.8.1.3 控制与记录传感器(例如,用于A型或C型仪表的(炉内)高温及/或(炉外)低温记录传感器,以及用于D+型仪表的附加记录传感器),其传感器更换周期等于或短于系统精度测试(SAT)周期。当采用替代性系统精度测试(Alternate SAT)方案时,第3.1.10节的规定同样适用于贱金属记录传感器
3.4.8.2 必须依据第3.2.3.5节的规定并满足表7的要求,从传感器将被连接的点(包括仪表/延长线/连接器)开始,对控制和/或记录仪表进行定期校准,且须满足以下三个选项之一:
3.4.8.2.1 传感器校准误差与仪表校准误差之和,或传感器校准修正因子与仪表校准修正因子之和,必须符合表11或表12(视情况适用)中规定的系统精度测试(SAT)最大差值要求
3.4.8.2.2 应根据表1和表7的校准限值允许,手动或通过编程施加适用的传感器与仪表修正因子,以确保从控制和记录仪表组合使用的数据,符合表11或表12(视情况适用)中规定的系统精度测试(SAT)最大差值要求
3.4.8.2.3 应限定仪表校准误差或修正因子和/或传感器误差或修正因子,确保误差之和或修正因子之和不得超过表11或表12(根据适用情况)所规定的系统精度测试(SAT)最大差值。在替代性系统精度测试(Alternate SAT)期间,设备中所使用的传感器批次标识应予记录
例子1:5级设备的最大系统精度测试(SAT)差值应为 ±5.0 °F 或 ±3.0 °C 或 ±0.5%(以绝对值较大者为准)(见表11)。若将仪表校准限值控制在 ±1.0 °F 或 ±0.6 °C 或 ±0.1%,并将传感器校准限值控制在 ±2.0 °F 或 ±1.1 °C 或 ±0.3%,则始终能满足最大SAT差值要求
例子2:2级设备的最大系统精度测试(SAT)差值为 ±3.0 °F 或 ±1.7 °C 或 ±0.3%(以绝对值较大者为准)(见表11)。若将仪表校准限值控制在 ±1.0 °F 或 ±0.6 °C 或 ±0.1%,并将传感器校准限值控制在 ±2.0 °F 或 ±1.1 °C 或 ±0.2%,则始终能满足最大SAT差值要求
3.4.8.3 替代性系统精度测试(Alternate SAT)结果的文件记录频次,应取以下两者中较短者:
控制或记录传感器的更换频次
控制或记录仪表的校准频次
3.4.8.4 替代性系统精度测试(Alternate SAT)的计算,应在仪器最新校准报告的每个温度点上进行,并应采用适用于所用传感器的传感器校准报告中的数据。对于传感器温度,第3.1.4.8至3.1.4.10节的规定应予以适用
3.4.9 系统精度测试豁免
系统精度测试豁免要求如下:
3.4.9.1 每个控制区内应至少配备两支记录用负载传感器
3.4.9.2 贵金属载荷传感器应每季度进行更换或重新校准
3.4.9.3 贱金属载荷传感器应按下述要求进行控制:
3.4.9.3.1 消耗型贱金属载荷传感器应仅为单次使用
3.4.9.3.2 非消耗型贱金属载荷传感器,须满足表6规定的更换要求,并且当至少每周进行并记录一次的观察发现,其读数与第3.4.9.6节中所述两支记录传感器的读数之间存在任何无法解释的差异时,应立即进行重新校准或更换
3.4.9.4 贵金属控制与记录传感器应至少每两年更换一次
3.4.9.5 贱金属控制与记录传感器应至少每季度更换一次
3.4.9.6 应对比在生产保温阶段结束后5分钟内,于一个生产设定点测得的每周读数。每个控制区内控制传感器与附加传感器之间的读数关系,须保持在最近一次炉温均匀性测试(TUS)(于该次TUS中最接近的测试温度下)时所确定关系的±2.0 °F或±1.1 °C范围内。该附加传感器可以是超温传感器。每周读数应在两次连续的TUS之间,从同一对传感器获取
3.4.9.6.1 所选的两支传感器应为不同类型,并遵循表13中对固定式系统精度测试(SAT)传感器的相同限制。附加记录传感器在温度大于500 °F或260 °C时,应仅限于B型、R型、S型或N型;在温度大于1000 °F或538 °C时,应是非一次性使用的(见表5)
3.4.9.6.2 在每次定期的炉温均匀性测试(TUS)期间,应通过计算炉温均匀性测试(TUS)保温阶段最后5分钟(单次读数或最后5分钟的平均值)内控制传感器温度减去附加传感器温度的差值,来确定控制传感器系统与附加传感器系统之间的关系。此关系需在每个TUS温度点确定(见表14)
3.4.9.6.3 若每周读数关系超出±2.0 °F或±1.1 °C,则应执行第4.4节的规定
3.4.10 系统精度测试(SAT)差值合格/不合格判定要求
3.4.10.1 不允许通过应用修正偏移量来实现可接受的系统精度测试(SAT)结果
3.4.10.2 若计算出的系统精度测试(SAT)差值超出表11或表12的允许差值,则必须记录该不合格项,查明差值产生的原因,并在开始后续热处理前采取纠正措施。第4节的要求应适用
3.4.10.3 若该差值的原因全部或部分源于被测试传感器偏离了其文件规定的安装位置和插入深度,则必须将该传感器恢复至其原始文件规定的位置和深度,并重新进行系统精度测试(SAT)
3.4.10.4 所有纠正措施均须形成文件记录。在纠正措施已实施后、且在进行任何后续热处理之前,必须重新进行系统精度测试(SAT),并获得可接受的SAT差值。先前不合格的SAT与本次合格的SAT结果,均须予以记录
3.4.11 系统精度测试结果和记录
3.4.11.1 比对式系统精度测试(SAT)(见第3.4.7节)
比对式系统精度测试(SAT)的结果必须予以记录。记录文件(针对每个被测传感器系统)至少应包括:
a. 被测传感器系统的标识
b. 当重复使用K型或E型热电偶时,SAT传感器及其插入深度的标识
c. SAT仪表的标识
d. SAT执行的日期与时间
e. SAT期间热处理设备的设定温度值
f. 观察到的控制或记录仪表读数与记录值
g. 观察到的SAT仪表读数
h. SAT传感器修正因子
i. SAT仪表修正因子
j. 修正后的SAT仪表读数
k. 计算出的SAT差值(控制及记录仪表读数减去修正后的SAT仪表读数)
l. 如在生产中使用过,记录“调整前”与“调整后”的修正和/或修改偏移量
m. SAT差值合格或不合格的声明
n. 执行SAT的技术人员标识
o. 如SAT非内部执行,需提供执行机构的标识
p. 如非内部执行,需提供校准机构授权代理的批准
q. 用户质量部门的批准
3.4.11.2 替代性系统精度测试(Alternate SAT)
替代性系统精度测试(Alternate SAT)的结果必须予以记录。记录文件(针对每个被测传感器系统)至少应包括:
a. 被测传感器系统的标识
b. 传感器或线材卷的标识
c. 替代性SAT执行的日期与时间
d. 所使用的方法:
1. 校准误差或修正因子之和(见第3.4.8.2.1节)
2. 手动或通过编程施加修正因子(见第3.4.8.2.2节)
3. 限定仪表/热电偶校准误差或修正因子,以确保始终满足SAT要求(见第3.4.8.2.3节)
e. 按所使用方法计算得出的最终SAT结果,并附支持性文件
f. 执行替代性SAT的技术人员标识(如适用)
g. 如替代性SAT非内部执行,需提供执行机构的标识
h. 如非内部执行,需提供执行替代性SAT的机构其授权代理的批准
i. 用户质量部门的批准
3.4.11.3 系统精度测试豁免
系统精度测试(SAT)豁免的结果必须予以记录。记录文件(针对每台热处理设备)至少应包括:
a. 使用SAT豁免的热处理设备的标识
b. 用于关系测试的控制与附加传感器系统的标识
c. 用于关系测试的控制与附加传感器的安装日期
d. 最近一次炉温均匀性测试(TUS)的日期与温度
e. 每个TUS温度点下读数关系的记录(见表14)
f. 每周读数及其关系的记录(见表14)
g. 如SAT豁免非内部执行,需提供执行机构的标识
h. 如非内部执行,需提供执行SAT豁免的机构其授权代理的批准
i. 用户质量部门的批准
3.5 温度均匀性测试
3.5.1 温度均匀性测试一般要求
3.5.1.1 炉温均匀性测试(TUS)应使用经过校准且独立的TUS传感器(满足表1要求)以及经过校准且独立的TUS仪表(满足表7要求)来执行
3.5.1.2 除非能够证明集成系统的炉温均匀性测试(TUS)传感器记录通道,与热处理设备的记录系统是相互分离的,并且同时满足现场测试仪器的要求,否则不得使用热处理设备上的记录仪表来记录TUS传感器的温度
3.5.1.3 必须执行首次炉温均匀性测试(TUS),以确定温度均匀性,并建立经鉴定的工作区及经鉴定的工作温度范围
3.5.1.4 在进行首次和定期炉温均匀性测试(TUS)时,对于方形或矩形工作区,其角部传感器的测量接点位置尺寸;或对于圆柱形工作区,其外围传感器的测量接点位置尺寸,应界定出工作区的极限范围,以确保所有热处理材料均不超出此边界
3.5.2 首次炉温均匀性测试(TUS)的温度要求
3.5.2.1 首次炉温均匀性测试(TUS)必须在每个经鉴定的工作温度范围的最低温度和最高温度下执行
3.5.2.2 应增加额外的炉温均匀性测试(TUS)温度点,以确保相邻TUS温度点之间的间隔不超过600 °F或335 °C
例子:如果某设备的使用温度范围为800至1800 °F(425至980 °C),则必须对该设备进行炉温均匀性测试(TUS),测试温度点应包括800 °F(425 °C)、1800 °F(980 °C)以及一个中间温度点,以满足相邻测试点温差不超过600 °F(335 °C)的最大允许范围要求。在1200至1400 °F(645至760 °C)之间的任一温度点进行TUS,均可满足该600 °F(335 °C)的温差要求
3.5.2.3 对于A型和C型仪表设备,在首次炉温均匀性测试(TUS)中,无需包含最热和最冷位置的记录传感器。首次TUS的作用正是确定这些传感器的安装位置
3.5.3 定期炉温均匀性测试(TUS)的温度要求
3.5.3.1 定期炉温均匀性测试(TUS)可在每个经鉴定的工作温度范围内的任一温度下执行
3.5.3.2 每年至少应在每个经鉴定的温度范围的最低温度点和每个经鉴定的工作温度范围的最高温度点,各执行一次定期炉温均匀性测试(TUS)
3.5.3.3 具有单一合格操作温度范围的设备 TUS 温度
3.5.3.3.1 对于工作温度范围大于600 °F(335 °C)的单一鉴定范围,在每次定期炉温均匀性测试(TUS)中,所选温度点应满足以下条件:一个温度点须在鉴定工作温度范围最高温度的300 °F(170 °C)以内,另一个温度点须在最低温度的300 °F(170 °C)以内,且相邻TUS温度点之间的间隔不得超过600 °F(335 °C)
例子:如果经鉴定的工作温度范围为 200 至 1200 °F(±10 °F)或 90 至 650 °C(±6 °C),则应选择一个介于 200 °F 与 500 °F(90 °C 与 260 °C)之间的 TUS 温度点,以及一个介于 900 °F 与 1200 °F(480 °C 与 650 °C)之间的 TUS 温度点。任何两个相邻的 TUS 温度点之间的温差不得超过 600 °F 或 335 °C。 例如,在 350 °F(177 °C)和 950 °F(510 °C)进行 TUS 是可接受的。然而,在 250 °F(121 °C)和 1000 °F(538 °C)进行 TUS 则不可接受,因为这两个温度点之间的温差超过了 600 °F(335 °C)的允许间隔
3.5.3.4 具有多个合格工作温度范围的设备 TUS 温度
3.5.3.4.1 对于具有多个工作温度范围的设备,应将其每个子范围视为一个独立的工作温度范围,且第3.5.3.1节、第3.5.3.2节和第3.5.3.3节的要求适用于每一个子范围
例子1:一台热处理炉可被鉴定为在以下两个范围内运行: • 600 至 1000 °F(±10.0 °F)或 315 至 540 °C(±6.0 °C) • 1000 至 1800 °F(±25.0 °F)或 540 至 980 °C(±14.0 °C) 该炉具有两个独立的经鉴定的工作温度范围。 若某炉在 1000 °F(540 °C)下满足 ±10.0 °F(±6.0 °C)的均匀性要求,则自动满足在 1000 °F(540 °C)下 ±25.0 °F(±14.0 °C)的要求;因此,在 1000 °F(540 °C)温度点进行重复的 TUS 是不必要的
例子2:如果经鉴定的工作温度范围分别为: • 800 至 1025 °F(±10.0 °F)或 425 至 550 °C(±6.0 °C) • 1025 至 1400 °F(±15.0 °F)或 550 至 760 °C(±8.0 °C) • 1400 至 1600 °F(±25.0 °F)或 760 至 870 °C(±14.0 °C) 则每年进行的 TUS 应在以下温度点执行,并满足相应的均匀性要求: • 800 °F 和 1025 °F(425 °C 和 550 °C),并满足 ±10.0 °F(±6.0 °C)的要求; • 1400 °F(760 °C),并满足 ±15.0 °F(±8.0 °C)的要求; • 1600 °F(870 °C),并满足 ±25.0 °F(±14.0 °C)的要求
3.5.4 设备改造和修理
当对热处理设备进行维护时,必须记录维护任务,并由用户质量保证部门判定并记录在设备重新投入服役前是否需要任何测试。此项判定可能要求进行新的首次炉温均匀性测试(TUS)、执行一次附加TUS,或无需任何测试
3.5.4.1 重大改造与修理
3.5.4.1.1 在进行任何可能改变设备热特性的下述设备改造、修理或调整后,必须执行新的首次炉温均匀性测试(TUS)和系统精度测试(SAT)。需要执行首次TUS和SAT的示例包括但不限于以下情况:
a. 热处理设备的搬迁。如果热处理设备设计为可移动式——即设备配备永久性脚轮或其他移动装置——则可豁免首次TUS;但在某些情况下,可能仍需进行一次新的定期TUS
b. 经鉴定的最高工作温度的提高或最低工作温度的降低
c. 燃烧器的尺寸、数量、类型或安装位置发生变更
d. 加热元件的数量、类型或安装位置发生变更
e. 气流模式/流速发生变更,例如挡板位置、风机转速、风机数量等
f. 耐火材料厚度发生变更
g. 更换为具有不同热性能的新型耐火材料
h. 真空炉热区设计或材料发生变更
i. 控制传感器发生变更(例如:类型、传感器组件的厚度、感温元件的线径规格,或测量接点的结构)
j. 控制传感器的安装位置发生变更
k. 燃烧压力设定值相对于原始设定值发生变更
l. 炉内气氛阻尼器系统设定值相对于原始设定值发生变更
m. 控制仪表或程序的变更:
1. 比例控制与高位-低位/开关控制的变更
2. 控制仪表的型号或类型发生变更
3. 对炉温加热控制方案的PLC逻辑程序进行更改
4. 控制仪表的调节常数、参数或变阻器设定发生调整
n. 经鉴定的工作区容积增加,且所增加的部分未经先前测试覆盖
o. 经鉴定的工作区位置发生变更,且新位置所涵盖的容积未经先前测试
3.5.5 定期炉温均匀性测试(TUS)的周期
3.5.5.1 必须按照表15或表16(基于设备等级和仪表类型),以规定的正常定期TUS周期执行定期炉温均匀性测试(TUS)
3.5.5.2 在完成首次TUS后,可根据设备等级、仪表类型以及表15和表16所要求的连续成功定期TUS次数记录,采用延长的定期TUS周期。此外,还必须实施一套符合第2.2.42节规定的、文件化的设备预防性维护程序
3.5.5.3 如果进行了第3.5.4.1.1节所述的设备改造、修理或调整,则TUS周期必须恢复至正常的定期TUS周期,直至完成所要求的连续成功定期TUS次数为止
3.5.6 炉温均匀性测试(TUS)期间的设备参数
3.5.6.1 在每次进行炉温均匀性测试(TUS)时,除第3.5.8节和第3.5.9节所述情况外,所有设备参数均应反映其正常生产运行状态。正常设备运行的示例如下(包括但不限于):
a. 如果连续式炉的门在生产过程中通常处于开启状态,则在TUS期间也应保持开启
b. 如果生产过程中不使用缓慢升温速率和稳定化温度(平台升温),则在 TUS 期间也不得使用
c. 生产过程中任何有文件规定的升温速率,在执行 TUS 时均可采用
d. 若生产过程中使用过量空气燃烧,则在 TUS 期间也应使用
e. 若生产过程中运行循环风机,则在 TUS 期间也应运行
3.5.7 插入TUS传感器时的设备温度
3.5.7.1 如果设备在生产中的正常操作是将零件或原材料装入热炉,则允许在炉子处于冷态时,或在炉子稳定在等于或低于TUS测试温度的情况下,将TUS传感器插入炉内
3.5.7.2 如果设备在生产中的正常操作是将零件或原材料装入冷炉,则不允许在低于最低TUS测试温度下预热炉子以进行TUS。但是,允许从最低TUS测试温度开始升温,升至更高的测试温度
3.5.8 炉温均匀性测试(TUS)期间的装料状态与气氛条件
3.5.8.1 炉温均匀性测试(TUS)可在生产负载、模拟生产负载、料架或空载条件下进行。在首次TUS中确立设备的测试方法后,后续的定期TUS均应使用相同方法进行。若对已确立的方法进行任何更改,则必须执行新的首次TUS以验证修订后的方法,且TUS周期应恢复至正常的定期TUS周期,直至完成所要求的连续成功定期TUS次数为止
3.5.8.2 如果 TUS 在空载或使用料架的条件下进行,且 TUS 传感器附着或插入热沉中,则该热沉的侧向厚度或直径不得超过 0.5 英寸(13 毫米),且不得超过在该设备中处理的最薄材料的厚度。热沉材料应为室温下导热率最高的材料,并与设备中处理的主要零件或原材料保持一致
3.5.8.3 当 TUS 在负载条件下进行,且 TUS 传感器附着于模拟零件或原材料时,该负载应能代表生产过程中通常使用的材料厚度
3.5.8.4 TUS 期间使用的气氛应为生产过程中使用的正常气氛。对于某些工艺,若其所需气氛可能污染 TUS 传感器(例如渗碳、渗氮、吸热式及放热式气体),或可能构成安全危害(例如含氢或氨的气体),相关设备可使用空气或惰性气体进行测试
3.5.8.5 TUS 期间使用的炉内真空度应为生产过程中使用的最低真空度,但无需低于 1.0 x 10-3 毫米汞柱(1 x 10-3 托或 1.3 x 10-3 毫巴)
3.5.8.6 对于在生产过程中以分压(带回填气体)模式运行的真空炉,每年至少应有一次定期 TUS 在最低一个操作温度下,且在生产使用的分压范围内进行。所使用的气体应为生产过程中使用的气体之一
3.5.9 适用于间歇炉、盐浴炉、控温液体浴炉及流化床炉(不包括控温淬火浴炉)的炉温均匀性测试(TUS)要求
3.5.9.1 TUS 期间所需的传感器数量应符合图 1 以及表 17 和表 18 的规定。对于具有多个控制区且配备 A 型或 C 型仪表的设备,其首次 TUS 应使用足够数量的附加 TUS 传感器,以充分评估每个控制区的温度极值,从而确定最热和最冷记录传感器的安装位置
3.5.9.2 对于经鉴定的工作区容积 ≥225 立方英尺(6.4 立方米)的情况,表18所要求的附加TUS传感器应均匀分布,以最佳代表整个经鉴定的工作区。其中一支TUS传感器应布置在经鉴定的工作区容积的近似中心位置。当利用来自工作区外围的辐射热来加热零件或原材料时,附加TUS传感器应均匀分布在经鉴定的工作区的外围。一旦在首次TUS中确定了这些位置,后续的定期TUS中应使用相同的位置
3.5.9.3 当使用马弗罐时,应满足以下要求:
3.5.9.3 1 装有马弗罐的炉体,其温度应加以控制,以确保马弗罐内部维持在规定的温度。TUS传感器应布置在马弗罐内部
3.5.9.3.2 至少一支 TUS 传感器的尖端(测量接点)应尽可能靠近生产过程中用于记录马弗罐内温度的那支传感器的尖端(测量接点),但两支传感器尖端之间的距离不得超过 2 英寸(50 毫米)
3.5.10 炉温均匀性测试(TUS)数据采集
3.5.10.1 数据采集应在所有 TUS 传感器和炉体传感器的温度均低于每个 TUS 目标温度 100 °F(55 °C)以内时开始,以便能够检测到任何未能达到 TUS 下限容差或超出 TUS 上限容差的传感器。对于 200 °F(93 °C)及以下的 TUS 温度,数据采集应在加热(或制冷设备的冷却)开始前,于炉体或制冷设备的初始环境温度下启动。如果炉体或制冷设备已预先稳定,则数据采集应在插入 TUS 传感器之前开始
3.5.10.2 一旦数据采集开始,在整个 TUS 持续期间,应以至少每 2 分钟一次的频率,记录所有 TUS 传感器的温度数据
3.5.10.3 在 TUS 期间,过程记录仪还应记录由适用仪表类型(见表9)所要求的控制及记录传感器的温度数据。生产中除规定的仪表类型外额外使用的载荷传感器,无需在 TUS 期间进行记录(例如,若一台 D 型仪表设备偶尔使用载荷传感器,则 TUS 期间无需使用载荷传感器),但这些记录系统本身仍需进行仪表校准和系统精度测试(SAT)
3.5.10.4 无论生产中使用的控制及记录传感器的温度数据采集频率如何,在整个 TUS 期间,其温度数据均应以生产中所使用的正常格式进行记录
3.5.10.5 如果生产中使用的控制及记录传感器温度数据采集的正常频率大于 5 分钟,则在 TUS 期间,这些相同传感器的记录频率不得超过 5 分钟
3.5.10.6 在任何时候,任何 TUS 传感器、控制传感器或记录传感器的读数均不得超过 TUS 上限容差。设备应保持在 TUS 测试温度,直至所有 TUS 传感器均达到稳定状态(见第 2.2.71 节)。稳定后,数据采集应至少再持续 30 分钟
3.5.10.6.1 对于空载设备
如果任何 TUS 传感器的温度读数呈现不向设定温度收敛的上升或下降趋势,则应视需要延长数据采集时间,直至该趋势不再明显
3.5.10.6.2 对于带负载测试的设备
如果在 TUS 期间使用了负载,部分 TUS 传感器的温度可能会持续上升并缓慢接近设定温度。TUS 传感器的这种向设定温度上升的趋势,符合稳定状态的要求
3.5.11 适用于连续式及半连续式炉的炉温均匀性测试(TUS)要求
3.5.11.1 连续式及半连续式炉可使用在空间体积内或单一平面内布置的TUS传感器进行测试
3.5.11.2 体积法与平面法均须测量整个经鉴定的工作区容积。两种方法的区别在于 TUS 传感器的布置方式和数量
3.5.11.3 无论采用哪种方法,都必须对整个经鉴定的工作区容积进行测试。可能需要多次测试才能完成对整个经鉴定的工作区容积的测量。对于配备多个通道(例如陶瓷管)的管式炉,所使用的每一个单独的通道/管都须进行测试
3.5.11.4 TUS 期间所使用的所有参数均应反映设备在生产过程中的正常运行状态
3.5.11.5 首次TUS应在经鉴定的工作温度范围的最低和最高温度下,并以生产中所使用的最高和最低传送速度(移动速度)进行。第3.5.2.2节中关于附加温度的要求同样适用于首次TUS。定期TUS可在生产中所使用的任一传送速度下进行。但每年至少应进行一次在生产中所使用的最高和最低传送速度下的TUS
3.5.11.6 体积法
3.5.11.6.1 TUS 传感器的布置应涵盖三个维度,以代表经鉴定的工作区容积的一部分(例如料篮、料盘)或整个容积
3.5.11.6.2 TUS 传感器的数量和位置应根据所使用的 TUS 料篮或料盘的体积,符合图 1 以及表 17 和表 18 的规定
3.5.11.6.3 当对经鉴定的工作区进行分段增量式测试时,随着 TUS 传感器穿过炉膛移动,必须对该分段的整个容积进行测试
3.5.11.7 平面法
3.5.11.7.1 TUS 传感器应布置在一个垂直于炉料传送方向的单一平面内,使得该平面穿过炉膛时,能够测量所有需测试区域的整个经鉴定的工作区容积
3.5.11.7.2 TUS 传感器的数量和位置应根据经鉴定的工作区的高度和横截面积,符合表 19 的规定
3.5.11.7.3 每个测点位置上的 TUS 传感器均应固定在料架或负载上,并使其穿过经鉴定的工作区进行移动
3.5.11.7.4 所有必需的测点位置无需同时进行移动遍历;可能需要多次 TUS 才能完成对整个经鉴定的工作区容积的测量
3.5.11.8 炉温均匀性测试(TUS)数据采集
3.5.11.8.1 应至少每 2 分钟记录一次所有 TUS 传感器的温度读数,且每个经鉴定的工作区至少应记录十组读数。可重复进行物料穿越过程,以确保在每个经鉴定的工作区内所有位置都能识别出任何重复出现的温度模式。如果生产中使用的控制及记录传感器温度数据采集的正常频率大于 5 分钟,则在 TUS 期间,这些相同传感器的记录频率不得超过 5 分钟
3.5.11.8.2 不允许以高于 TUS 测试温度的炉温开始进行 TUS,除非满足以下任一条件: • 该操作仅在多区炉的初始区或预热区进行。 • 该操作得到相关材料或工艺规范的明确许可
3.5.11.9 经鉴定的有效工作区长度是每个传送速度对应的唯一值,应在 TUS 后计算并记录。每个经鉴定的有效工作区长度等于在该传送速度下,所有 TUS 传感器的读数均处于规定的 TUS 容差范围内所持续的时间之和
3.5.11.10 必须有客观证据表明,采用规定的传送速度时,保温时间和温度符合工艺或材料规范的要求。经鉴定的有效工作区长度是指所有 TUS 传感器读数均满足所需 TUS 容差的穿越距离
3.5.12 适用于连续式炉、半连续式炉或带马弗罐/马弗炉的替代性TUS方法
3.5.12.1 当无法使 TUS 传感器穿越连续式或半连续式炉进行移动,或无法将 TUS 传感器安装到炉内的马弗罐、间歇室或马弗炉中时,允许采用探头法(见第 3.5.12.2 节)或性能测试法(见第 3.5.12.3 节)
3.5.12.2 探头法
3.5.12.2.1 作为对图 1 和表 19 规定的传感器布置位置的替代,允许将 TUS 传感器从侧壁、炉床或炉顶插入,插入位置应在图 1 以及表 17 和表 18 所标识位置的 3 英寸(76 毫米)范围内。若采用此方法,TUS 传感器的数量应根据所测试的经鉴定的工作区容积,符合图 1 以及表 17 和表 18 的规定
3.5.12.2.2 一旦所有传感器温度达到稳定,应至少每 2 分钟记录一次所有 TUS 传感器的温度读数,持续至少 30 分钟。如果生产中使用的控制及记录传感器温度数据采集的正常频率大于 5 分钟,则在 TUS 期间,这些相同传感器的记录频率不得超过 5 分钟
3.5.12.2.3 如果对连续式或半连续式炉采用探头法进行测试,则无需在 TUS 期间使负载穿越炉膛
3.5.12.3 性能测试法
3.5.12.3.1 性能测试法须满足以下要求: • 对测试材料进行初始测试,之后每年测试一次。 • 每月对性能测试的趋势进行分析。所选用的材料,其性能应已知对热处理保温时间和温度的变化敏感,并尽可能选用经常被加工的材料
3.5.12.3.2 材料的厚度应处于生产过程中通常使用的尺寸范围内。如果需要两步热处理(例如淬火和回火),允许将测试试样的第二步处理与该批次的其他工件分开进行,例如在实验室炉中进行
3.5.12.3.3 初始及年度性能测试应在生产中所使用的最高和最低操作温度下进行。应增加额外的温度点,以确保任意两个相邻温度点之间的间隔不超过 300 °F(165 °C)。连续式及半连续式炉的传送速度应采用生产中通常使用的速度。每个操作温度下应至少处理十个测试试样
3.5.12.3.4 测试试样应从位于负载极端位置(最热与最冷处)及中心位置的零件或原材料上截取;但对于卷材,应从卷材的两端截取试样。卷材试样应在其两侧边缘及中心位置进行测试
3.5.12.4 性能测试趋势的月度分析
3.5.12.4.1 热处理后试样的性能,应采用 ASTM MNL7 或其他公认的统计过程控制参考著作中所述的统计技术进行分析
3.5.12.4.2 如果性能趋势显示出偏离已知控制上限或下限的漂移,在查明并纠正漂移原因之前,不得进行后续热处理生产。第4节的要求应适用
3.5.13 炉温均匀性测试(TUS)传感器失效要求
3.5.13.1 在矩形/方形工作区的角部位置,或圆柱形工作区的周边(顶部/底部或前部/后部)位置,不允许发生 TUS 传感器或记录通道失效。因短路或连接松动等临时状况导致温度指示异常,但随后恢复正常的情况,不应视为 TUS 传感器失效
3.5.12.2 若在角部位置有一个或多个 TUS 传感器失效,或任何两个相邻的 TUS 传感器失效,或失效数量超过表 20 或 21 的要求,则必须采取纠正措施,并重新进行 TUS
3.5.14 炉温均匀性测试(TUS)合格/不合格判定要求
3.5.14.1 当满足所有前述要求,并同时满足以下条件时,方可判定炉温均匀性测试(TUS)合格:
3.5.14.1.1 在汇总分析 TUS 温度数据时,应已对 TUS 传感器及 TUS 仪表的已知修正因子进行代数修正
3.5.14.1.2 控制传感器、记录传感器的读数以及修正后的TUS传感器读数,在任何时候均不得超过TUS上限容
3.5.14.1.3 TUS传感器达到温度恢复、稳定或出现重复性温度模式所需的时间,不得超过相关材料或工艺规范中规定的时间限值
3.5.14.1.4 TUS保温阶段的时间不得少于规定的最短时间要求
3.5.14.1.5 在最短的 TUS 保温阶段内,除第 3.5.13 节允许的情况外,所有 TUS 传感器、控制或记录传感器的读数均应处于表 15 或 16 所示的温度容差要求范围内
3.5.14.1.6 如果在升温接近阶段或最短 TUS 保温阶段内出现任何温度超调,导致超过 TUS 上限容差,则必须在 TUS 报告中注明该温度超调情况,且该 TUS 应被记录为一次不合格的 TUS
3.5.14.1.7 如果 TUS 结果未达到表 15 或 16 规定的允许容差范围,则必须查明并记录偏差的原因。第 4 节的要求适用
3.5.14.1.8 对于采用延长定期TUS周期的设备,一次TUS不合格将导致其周期恢复至表15或16规定的正常定期TUS周期,直至完成所要求的连续成功定期TUS次数为止
3.5.14.1.9 如果针对一次不合格 TUS 所采取的纠正措施是实施修正偏移量,并且经鉴定的工作温度范围超过 300 °F(165 °C),则必须重新进行炉温均匀性测试(TUS),以验证在应用该偏移量的 TUS 温度范围的极端温度点处,其均匀性仍然合格。对于应用了偏移量的每个温度范围,其 TUS 测试温度点之间的间隔不得超过 600 °F(335 °C)
3.5.15 A型及C型仪表用最热与最冷记录传感器的重新定位
3.5.15.1 当炉内最热与最冷温度点的位置基于最近一次 TUS 的读数发生变化时,可能需要对最热与最冷记录传感器进行重新定位,以反映每个经鉴定的工作区内新的最热与最冷点位置
3.5.15.2 若满足以下任一条件,则无需对最热与最冷记录传感器进行重新定位:
3.5.12.2.1 在所有测试温度下,温度均匀性结果均未超过适用设备等级所允许的最大温度均匀性容差的一半。此要求的目的是确保TUS结果在设定温度任一方向上的偏差,均不超过均匀性容差的二分之一。注:可使用TUS修正偏移量将TUS结果调整至居中,以满足上述要求,见图2
3.5.12.2.2 当前安装的最热与最冷记录传感器所在位置的实测温度,与实际测得的最高温度点和最低温度点之间的差值,均未超过适用设备等级所允许的最大系统精度测试(SAT)差值(见表11和表12)。此要求的目的是,将TUS记录仪在30分钟TUS保温期间记录并修正后的最高和最低TUS传感器读数,与同一时刻炉体记录仪对当前最热和最冷记录传感器的记录值进行比较,其差值不得超过适用的SAT差值。参见图3
3.5.12.3 如果经鉴定的工作温度范围超过 300 °F(165 °C),且最热和/或最冷记录传感器为永久性安装/固定式,需要进行重新定位时,则必须增加额外的 TUS 温度测试点,以验证新的传感器位置在整个经鉴定的炉子工作温度范围内都是正确的
3.5.12.4 如果最热和/或最冷记录传感器不是永久性安装/固定式的,并且有一张示意图明确了在每个工艺温度下这些传感器应放置的位置,则无需进行上述测试即可重新定位
3.5.16 炉温均匀性测试(TUS)结果与记录
3.5.16.1 TUS 的结果必须予以记录。TUS 记录文件至少应包括以下内容:
a. 热处理设备的标识名称或编号
b. 标明该 TUS 是首次测试还是定期测试
c. TUS 仪表的唯一性标识编号
d. TUS 传感器的批次号
e. TUS 设定温度值
f. 控制仪表的调节常数
g. TUS 传感器的校准报告
h. TUS 仪表的校准报告
i. 适用的仪表类型所要求的 TUS 传感器、控制传感器及记录传感器的位置标识,包括所使用的任何负载、料架或工装的详细示意图、说明或照片
j. 所使用的气氛
k. 针对所有经测试的鉴定工作区,由该仪表类型要求的所有记录传感器采集的时间和温度数据
l. 在每个 TUS 温度点下,TUS 传感器和 TUS 仪表的修正因子。即使修正因子已通过电子方式应用于 TUS 仪表以修正其温度读数,也必须注明 TUS 仪表的修正因子
m. 如在生产中使用过,记录“调整前”与“调整后”的修正和/或修改偏移量
n. 在每个 TUS 温度点下,所有 TUS 传感器的修正后或未修正(如已记录)读数。TUS 读数应注明是修正后还是未修正的
o. 装料状态,即:空载、带料架或带负载
p. TUS 开始日期与时间(温度数据采集开始的时间)
q. TUS 结束日期与时间(温度数据采集结束的时间)
r. 如适用,针对 A 型和 C 型仪表,最热及最冷 TUS 传感器与炉体记录传感器的重新定位分析结果
s. 如适用,对于连续及半连续炉进行的 TUS,其传送速度(或多个速度)或振动频率,以及经鉴定的有效工作区长度
t. TUS 合格或不合格声明
u. 如适用,记录任何控制、记录或TUS传感器的失效情况
v. 在最保温期间内,每个测试温度下经修正的最高与最低TUS读数与TUS要求相比较的汇总。例如:一次在 920 °F ±10.0 °F(493 °C ± 6.0 °C)下进行的TUS。在30分钟保温期间,经修正的最高温度为 923.4 °F(495.2 °C),最低温度为 918.8 °F(492.7 °C)。则汇总结果为 -1.2 至 +3.4 °F(-0.3 至 +2.2 °C)
w. 执行TUS的技术人员标识
x. 如TUS非内部执行,需提供执行机构的标识
y. 如非内部执行,需提供校准机构授权代理的批准
z. 用户质量部门的批准
3.5.17 辐射检测
3.5.17.1 对于所有工作温度高于 800 °F(427 °C)、且热源(例如电加热元件或燃气辐射管)位于炉壁、炉顶或炉底的铝合金热处理设备,均须在生产所使用的最高操作温度下进行辐射检测。辐射检测应在设备初始投入使用时进行,并在任何可能影响热源辐射特性的设备修理或改造(包括设备搬迁)之后进行
3.5.17.2 辐射检测所需传感器应在规定的TUS传感器数量之外额外增加。辐射检测可与首次或定期TUS同步进行
3.5.17.3 辐射检测传感器应通过喷丸固定或焊接在6061铝合金板的中心位置。板材尺寸应约为12 x 12英寸(30 x 30厘米),标称厚度不超过0.125英寸(3.1毫米)。在进行首次辐射检测前,板材应在空气中加热至 970 至 1010 °F(520 至 545 °C)±10.0 °F(±6.0 °C)的温度范围,随后进行空冷。保温时间应符合材料或工艺规范对固溶处理所定义的厚度要求
3.5.17.4 测试面板的数量应根据热源所在的炉体侧壁、炉顶和/或炉底面积,按每 10 平方英尺(0.93 平方米)配置一块面板计算。这些面板应对称分布,其板面平行于热源所在的炉壁、炉顶和/或炉底,并放置于经鉴定的工作区的外围边界处。面板的任一侧均可面向热源
3.5.17.5 对于使用夹具的铝合金真空钎焊设备,应将测试面板插入夹具中,以模拟实际生产状态
3.5.17.5.1 测试面板的数量、铝合金牌号及尺寸,可根据模拟实际生产的需要进行调整
3.5.17.6 所有辐射检测传感器的读数,均须满足第3.5.10.2节的数据采集要求、第3.5.13节的传感器失效要求以及第3.5.14节的炉温均匀性测试(TUS)合格判定要求
3.6 实验室炉
3.6.1 实验室炉的一般要求
3.6.1.1 实验室炉应用于制备实验室测试试样,例如但不限于,依据材料或工艺规范进行热处理响应测试的试样
3.6.1.2 除非实验室炉满足本规范的所有适用要求,否则不得用于任何零件或原材料的热处理加工
3.6.2 使用载荷传感器时的实验室炉要求:
a. 载荷传感器须符合第 3.1.10 节的要求
b. 控制及记录仪表的校准应每季度进行一次,且校准须满足表 7 的要求
c. 系统精度测试(SAT)应每季度进行一次。其差值应满足材料或工艺规范所规定的最低设备等级对应的表 11 或 12 的要求
d. 在成功完成首次 TUS 加上连续两次成功的季度定期 TUS 后,TUS 周期可延长至每半年一次。TUS 结果须满足表 15 或 16 的要求
3.6.3 未使用载荷传感器时的实验室炉要求:
a. 控制及记录仪表校准、系统精度测试(SAT)和炉温均匀性测试(TUS),均应按照适用于生产设备的仪表类型和炉子等级要求执行
3.7 记录
3.7.1 所有传感器校准、仪表校准、系统精度测试(SAT)及炉温均匀性测试(TUS)的记录,连同任何校准、SAT 和 TUS 不合格的记录,均应可供审查,且保存期限不得少于 5 年
3.8 数值修约
3.8.1 所有数值修约操作均应依据文件化程序执行,并保持方法一致
3.8.2 允许根据 ASTM E29 标准(采用绝对法)或其他等效的国际标准,修约至规定要求所限定的有效数字位数
3.8.3 内置在商业电子表格程序中的修约方法也是可以接受的
3.8.4 本规范中所有规定的限值均为绝对限值,且超出容差的测试数据不得通过修约进入容差范围内
3.8.5 修约应仅应用于最终的校准或测试结果
4 质量保证条款
4.1 用户应负责执行所有要求的校准与测试,并确保符合本文规定的所有适用要求。采购方保留见证本文规定的校准或测试的权利,以确保工艺过程符合适用要求,但此类见证不得妨碍设施内的任何流程
4.2 第三方(外部)高温测量服务提供商的质量体系,须获得由国际实验室认可合作组织(ILAC)承认的区域性合作机构颁发的、符合 ISO/IEC 17025 标准的认可。其认可范围应视情况包括实验室标准器和/或现场服务(针对测试与校准活动)
4.3 当本文规定的校准和/或测试由用户内部人员执行时,用户须制定相应的校准和测试程序(如适用),详述确定准确度和进行测量的方法与操作规范,以最大限度地减少随机误差。用户应确保执行校准和/或测试、评估结果以及批准测试结果和文件的人员具备相应能力。处于培训阶段的人员应受到适当的监督。执行特定任务的人员,应基于文件化的教育、培训、经验和/或已证明的技能(视情况而定)进行资格认定
4.4 对于任何受校准或测试不合格影响的设备,或已超过允许间隔(包括表22定义的任何延长期)的设备,均应停止使用
4.5 对于任何校准或测试不合格的情况,均应评估自上一次成功的相应校准或测试以来,该不合格对所处理过的零件和原材料可能造成的影响
4.6 应根据既定的材料评审程序采取适当的纠正措施,包括为使校准或测试恢复至要求的合规水平所采取的行动,以及为防止不合格再次发生所采取的行动。纠正措施应予以记录并存档
4.7 在设备重新投入使用前,必须进行一次合格的相应校准或测试,并予以记录
4.8 当零件或原材料的热处理工艺条件偏离材料或工艺规范要求时,应通知受影响的采购方
5 交付准备
不适用
6 确认
不适用
7 拒收
不适用
8 注意
8.1 修订标识
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8.2 英制单位与国际单位制(SI)单位均为主体单位。华氏温度与摄氏温度均为主体温度。可使用英制/华氏单位体系,亦可使用国际单位制/摄氏单位体系
FIGURE 2&3
FIGURE 1
TABLE 22
TABLE 20 & 21
TABLE 19
TABLE 18
TBALE 17
TABLE 16
TABLE 15
TABLE 14
TABLE 13
TABLE 12
TABLE 11
TABLE 10
TABLE 9
TABLE 8
TABLE 7
TABLE 6
TABLE 5
TABLE 4
TABLE 3
TABLE 2
TABLE 1