SICOLAB理化实验室设计、建设(案例)

SICOLAB理化实验室设计、建设（案例）

SICOLAB理化实验室设计概况

理化实验室通常布置在整个铸造厂区的综合楼、办公楼，或者是某个车间的车间办公室里，是为整个厂区服务的。一般由以下的几个专业实验室组成：机械陛能实验室、金相实验室、化学分析实验室、无损探伤室等。理化实验室还配有理化调度室、化学药品储存间以及专用的办公室等。同时，根据铸造生产的特点，铸造项目的理化实验室还包括炉前快速分析室和型砂实验室，炉前快速分析室和型砂实验室需要就近布置，分别布置在熔炼炉及砂处理系统附近。

２实验室设计要点

２．１各实验室任务及组成、布置以及主要设备

２．１．Ｉ机械性能实验室

任务是检查金属材料的抗拉强度、延伸率、硬度等机械性能。主要设备为万能电子材料试验机（最大试验力一般为３００ｋＮ或６００ｋＮ）、布氏硬度计、洛氏硬度计等。由于万能电子材料试验机设备外形尺寸较大，且需要做单独的基础，对地坪的负荷要求也较一般的办公室及实验室要大，因此机械性能室必须布置在车间或办公楼的一层，房间净高要求在３．９ｍ以上。地坪暂时不做，待设备到货后再按设备要求施工，另外，有些材料试验机的尺寸比较大，房间还需在一侧墙留安装洞，安装完毕后再封死。

２．１．２金相实验室

任务是对进厂原材料或铸件进行金相检验的抽检。包括金相显微镜室、制样间。金相显微镜室主要设备为满足实验需要的各种型号、级别的金相显微镜；制样间的设备为试样预磨机、试样抛光机、砂轮机、钻床等。制样间一般布置在与金相显微镜室、机械性能室等临近的房间，方便制样后就近检验。显微镜室应远离振动源及磁场干扰源布置。

２．Ｉ．３化学分析实验室

任务是对原材料、辅助材料等进行各类元素的定性、定量分析。包括化学分析室、天平比色室、高温室等。主要设备为碳硫分析仪、真空直读光谱仪、电子分析天平、电光分析天平、分光光度计、箱式电阻炉、马弗炉、蒸馏水器等。化学分析室内应布置一台或两台通风柜，用于一些会产生的有害气体的实验。碳硫分析仪和真空直读光谱仪若设单独的房间时，一般也隔有单独的准备问，气瓶存放问等，且谱其余由定做的实验台配电插座，墙上需有向实验台接电的插座；每个房间有一个总的动力用电空气开关；光谱仪、碳硫仪、材料试验机均设专用地线。仪问不宜设水盆。天平比色室应远离振动源。

２．１．４无损探伤实验室任务是对铸件的表面和内部质量进行检查。主要设备为超声波探伤仪、荧光探伤机、ｘ射线探伤机等。无损探伤室一般布置在一层，且离进出楼梯口比较近的地方，方便铸件的搬运。

２．１．５炉前快速分析室和型砂实验室

２．１．６其他实验室

除了以上常规的专业实验室外，根据项目或厂里的特殊需要，还可以布置一些疲劳实验室、油品实验室、ＶＯＣ室、盐雾实验室等，以满足实验要求。

２．２实验室对土建公用的一般要求

（１）各实验室一般均采用环氧地坪，做吊顶。盐雾室墙面及顶棚做防腐处理，其余各室墙面均刷浅色涂料。实验台除了制样问的砂轮机、切割机、钻床等用水磨石工作台外，其余一

般均采用成品的工作台。

（２）机械性能室、制样问、化学分析室需要设计

（３）碳硫仪需要用到氧气（纯度＞９９．５％），光谱法检测碳、硫成分。直读光谱仪一般采用进口产品，仪要用到氩气（纯度＞９９．６％），用量一般都不大，通高频红外碳、硫分析仪可选用国产。另外，还可选用常都采用气瓶供应。风动送样系统，从试样采集到打包，从快速送样到

（４）所有房间均要求全室通风，一般采用轴流风快速分析，最终达到缩短整个分析时间、提高检化机机械排风；碳硫仪、光谱仪、色谱仪上方可设局部验速度和生产效率的目的。排风罩，除制样间外其余房间应设有空调。设计炉前快速分析室时应将直读光谱仪与附（５）各室均有２２０Ｖ５３８０Ｖ电源两孔、三孔插座。属设备（如氩气瓶、制样设备等）分隔开。放置直读除机械性能室各设备采用墙上电插座就近供电外，光谱仪时，为了日常操作方便，应在仪器的后、左、右留下一米左右空间，在前方的操作面前留有足够空间。所以推荐的实验室仪器间面积应在１４ｍ以上。

（６）各室均设网络及电话接口。

２．３实验室废水及废液的处理理化实验室的污染源及排放物是检验分析时所排放的含有酸、碱及重金属离子的废水及废气。废液的处理：试验废液采用专门容器分别收集，由厂环保部门统一处理。经过处理达到排放标准后，方可排放。炉前快速分析室和型砂实验室是针对铸造车间所特有的实验室。炉前快速分析室的任务是对熔化工部炉前铁废气的处理：理化实验室分析检验所产生的废气，经“通风柜”高空稀释处理，达到排放标准，方可排放。液成分以及铸件本体进行化验。主要设备为直读光谱仪，碳、硫分析仪，高频炉加热方式，制样设备等。且需要布置在离熔炼炉近的地方，方便快速取样送样。型砂实验室的任务是对型砂及芯砂的性能进行检验。且需要布置在离砂处理系统近的地方，方便快速取样送样。３铸造项目重点理化实验检验仪器理化实验室的检验仪器其特点是要快速、准确的提供试验结果，直接用于指导生产。铸造理化实验仪器对保证铸件质量、降低废品率、提高铸造生产过程的自动化水平、降低原材料消耗等方面起着极其重要的作用。

３．１炉前快速分析设备

炉前快速分析是通过对试样的分析来判定金属液的化学成分。常用的分析方法有化学分析、光谱分析两种。炉前化学分析法由于操作程序多，分析速度慢（分析速度４～１０ｍｉｎ／次），已不能满足炉前指导生产和控制成分的作用。而直读光谱仪因其操作简便、分析速度快（以德国斯派克分析仪器公司的ＳＰＥＣＴＲＯＬＡＢ型直读光谱仪为例，分析钢铁样品≤１５Ｓ；铝样≤２０Ｓ；铜样≤４０ｓ），而且对温度、震动、灰尘等都不敏感，不需要恒温恒湿条件的实验室，可在现场和实验室中随意使用，因此被广泛应用于炉前快速分析室。但是直读光谱仪对碳、硫的独立的洗手池，化学分析室还需要一个三龙头化验检测有偏差，因此炉前快速分析室还需配置碳、硫池。制样间排水采用耐腐蚀专用管道。分析仪，目前常采用高频炉加热方式，红外线吸收

３．２铁液质量管理仪

对于熔炼过程的检测与监控方面，可采用热分析法在炉前控制与检测合金质量，采用铁液质量管理仪。其分析速度快（＜３ｍｉｎ），可测量碳当量、碳含量、硅含量，测量精度分别为±０．１０％、±０．０５％、±０．１０％，同时可测量初晶温度、共晶温度等参数。经过几十年的发展，热分析法已发展到能预示铸件成型后在室温条件下的机械性能和金相组织，热分析法测球化率是炉前快速测定球化率及控制孕育效果的一大突破。它是根据掌握液态试样冷去过程的过冷度、共晶温度、共晶时间等特殊变化特征来进行判定的。这种方法较常用的快速金相法等方法准确、简便、快速并且费用低。

３．３．３型砂在线检测仪