高频红外碳硫分析仪常见故障诊断与排除
中国船舶重工集团公司第七二五研究所 试验测试与计量技术研究中心 唐伟
高频红外碳硫分析仪是诸多行业测定材料中碳、硫元素理想的分析设备。可以快速、准确的测定各类钢、铁、合金、有色金属、矿石、水泥、煤炭等材料中的碳、硫元素的质量分数。目前在各个企业常用的碳硫分析仪品牌有德国艾尔特Eltra、美国力可Leco、日本崛场、上海德凯、钢研纳克、无锡高速、德阳科瑞等。虽然品牌不一样，仪器设计有区别，但是工作原理是一样的。碳硫分析仪高频震荡管产生高频交变电磁场，使样品产生涡流热效应，在富氧的条件下燃烧熔融，碳、硫元素以CO2和SO2的形式进入红外检测池。其对特定波长红外能遵守比尔定律选择性吸收，检测元件检测红外线吸收前后能量变化并产生输出信号，经前置放大、A/D转换、线性化、积分和校正补偿后由计算机显示出分析结果。
中国船舶重工集团公司第七二五研究所共拥有2台Eltra CS-800碳硫分析仪、2台Leco碳硫分析仪、1台上海德凯碳硫分析仪。还有，通过多年的使用和维护，我们对该设备的技术掌握和使用维护提高了很多，储备了一些故障维护经验，有效的降低了故障率，缩短了停机时间，促使碳硫分析仪在我中心得到更有效的应用，能更好的服务于生产和科研。现在我们总结了一些典型的，且出现频率稍高的故障类型及维护方法，供大家参考。
1 、常见气路系统故障及处理
曲线拖尾
1.1 故障现象：分析曲线从最高峰下降时，尾部不能回落至比较电平之下，较比较电平稍高，或又逐渐升高。导致积分面积大，分析数据严重偏离。
1.2 故障分析：a除水剂（高氯酸镁和氢氧化钠）失效，微量的水分仍对红外线有吸收；b氧气纯度不高；c试样为难熔样品，称样量过大，助熔剂不合适；d气路不通畅，有可能某根软管折角过大或有异物；e燃烧功率不够或部件损坏，造成板流较低。
1.3 故障处理：a更换除水剂、脱脂棉和石英棉；b使用氧气纯度≥99.5%的高压氧气瓶，或加入气体净化器；c减少难熔样品的称样量，改变助熔剂的种类和添加量，利用正交法建立合适的分析方法；d检查气路上的软管，保证每一根软管不能扭曲；e增大功率，观察流量计，使之达到仪器说明书建议的流量或调节板流流量计
气路漏气
2.1 故障现象：a炉头上升后不开始分析，系统提示气压过低；b在分析过程中，在炉头处听见漏气的斯斯声；c其他都正常，分析结果偏低。
2.2 故障分析：a连接炉头的几根气管长期在高温环境中工作，会产生自然老化；b炉头内的各个密封圈由于长期的摩擦产生机械损坏或因炉头内灰尘过大，使密封圈处漏气；c有些样品在分析过程中反应剧烈，喷溅过大会造成燃烧管破裂；d气路上相关电磁阀由于氧化或发锈，不能正常吸合导致气路漏气或不开始分析。
2.3 故障处理：a常见型号的的碳硫分析仪，都具有有漏气自检功能。首先在仪器正常开机后进行漏气自检。按照仪器操作说明书的步骤进行，并按照其标准观察气压表。确定漏气后再进行下一步；b拆卸整个炉头进行灰尘清扫。拆下燃烧管观察是否有破裂的地方，如果有破裂，更换新的燃烧管；c擦拭各个密封圈（包括试剂管上的小密封圈），如果密封圈仍有弹性，且没有变形，可涂抹真空润滑脂后重新安装（润滑脂不能多，过多的润滑脂会沾染灰尘）；d检查连接炉头和灰尘陷阱（灰尘收集盒）的那根软管是否老化破裂，如果漏气，更换新调入软管；e如果是气路发生较大漏气，有些仪器会给出报警或提示，有些仪器有专门的检查软件。一般情况下，仪器箱内的气管不易坏，气路上的相关电磁阀或连接旋钮要靠人工判断，可采用分段检漏法，逐步缩小范围，找到漏气处，更换备件。
气路堵塞
3.1 故障现象：a分析前稳定时间变长，或四个电信号不落入稳定电压内；b分析结果偏大；c分析曲线拖尾。
3.2 故障分析：a灰尘陷阱被堵；b气管某处被堵。
3.3 故障处理：a清扫灰尘陷阱，取出灰尘过滤器。灰尘过滤器是不锈钢网筛结构，网筛孔径小，这样可以有效组织灰尘进入气路。把灰尘过滤器置于无水乙醇中，用超声波进行清洗15到20分钟，取出后吹风机吹干；b除水剂结块，更换除水；c检查每一根气路软管，保证气体的正常流通。
2、常见炉头系统故障及处理（ 炉头打火）
1.1 故障现象：a在分析过程中，炉头高压打火；b在分析过程中，炉头发出嗡嗡声。
1.2 故障分析：a 炉头灰尘过多，燃烧管上附着的熔渣太多导致燃烧管内部打火；b加热线圈氧化引起电场击穿。
1.3 故障处理：a 进行炉头除尘，更换燃烧管和铜金属刷；b停机冷却，清扫加热圈，打磨线圈上的氧化层；c分析时使用坩埚盖（特别是分析容易喷溅的样品或加入多元助熔剂时）。
3、红外检测系统故障及处理（红外池故障）
1.1故障现象：低硫基线明显偏高，不能分析低硫。
1.2故障分析：多年来送我中心检测的样品种类多而杂，有些样品在分析过程中需要添加多种助熔剂且添加量较大，产生大量的粉尘。这些粉尘不光进入了气路，而且进入了红外检测池。笔者推测可能是因为部分碱性粉尘的存在，造成二氧化硫的吸附与解析，在一定程度上造成仪器背景基线较高，严重影响了低硫的测定。
1.3故障处理：清洗红外检测池。打开仪器侧盖，拔去与整个检测系统箱连接的电源线，气路软管和电信号传输线。取出检测系统箱，抽去上盖，露出整个红外检测系统。小心缓慢的拆下低硫红外池（一个长20cm的中空金属管）。可以看到红外池内壁附着了非常细小的灰尘颗粒。用手指堵住红外池的一端，把无水乙醇灌入红外池内，用手指堵住另一端，来回晃动，然后倒掉无水乙醇。这样往复几次，可以用无水乙醇把灰尘冲去。自然风干。再去看红外池内壁就很光洁了。按照原来拆下的顺序重新安装回位。重新开机，发现低硫基线正常，可以开始分析。
我们每一个操作仪器的实验员身上不光肩负着每日的检测任务，也是开发新方法、维护设备和深挖仪器潜能的中坚力量。虽然我们做不到像庖丁解牛那样“手之所触，肩之所倚，足之所履，膝之所踦，砉然向然，奏刀騞然，莫不中音”，但这种遵守基本原理、在过程中思考和实践的方式值得我们去锻炼。先进的仪器需要愿意细致学习的高素质实验员来操作和维护，做好日常和定期的维护，把故障终结在初发阶段，在维修工程师不能及时到场的情况下，我们也能解决一部分问题，为测试中心的正常运转做出自己的力量。
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