專利名稱：一種檢測電解槽陰極碳塊組裝質(zhì)量的方法及測試夾具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種碳塊質(zhì)量檢測方法及測試夾具，特別是涉及一種檢測電解槽陰極
碳塊組裝質(zhì)量的方法及測試夾具。
背景技術(shù)：
在電解槽大修中，有一道重要的工序是槽底用陰極碳塊組裝工序，該工序中的碳 塊組裝質(zhì)量，會對電解槽大修質(zhì)量產(chǎn)生重大影響。而組裝質(zhì)量的控制重點在于提高檢測的 質(zhì)量上，通過檢測數(shù)據(jù)來判斷組裝碳塊的好與壞。現(xiàn)有技術(shù)中，在碳塊組裝質(zhì)量檢測上，長 期以來沒有一個科學(xué)的檢測手段和檢測標(biāo)準(zhǔn)來判斷組裝碳塊的質(zhì)量好與壞，只能憑操作工 人組裝經(jīng)驗進行組裝，質(zhì)檢人員通過人眼目測的方法對組裝后的碳塊進行質(zhì)量評判，缺乏 科學(xué)性，嚴(yán)瑾性。這種粗略的檢測方法，無法對組裝碳塊的內(nèi)部裂紋進行檢測，更無法檢測 操作工人是否將碳塊、鋼棒和糊料三者進行緊密扎固粘接。有質(zhì)量問題的碳塊因未能及時 發(fā)現(xiàn)用于電解槽底部，將會嚴(yán)重影響電解槽大修后的使用壽命，甚至出現(xiàn)電解槽通電幾天 就發(fā)生漏槽的現(xiàn)象，給企業(yè)造成重大經(jīng)濟損失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種科學(xué)檢測手段檢測組裝碳塊質(zhì)量，杜絕不合 格的組裝碳塊裝入電解槽的檢測電解槽陰極碳塊組裝質(zhì)量的方法及測試夾具，以克服現(xiàn)有 技術(shù)的不足。 本發(fā)明的技術(shù)方案是檢測電解槽陰極碳塊組裝質(zhì)量的方法是采用回路電阻測試 儀對碳塊與組裝糊料之間的電阻、組裝糊料自身的電阻和組裝糊料與鋼棒之間的電阻進行
檢測，回路電阻測試儀的側(cè)點u+、 r分別位于兩根鋼棒的四個端頭，u—、 r分別位于碳塊的 中段，通過檢測的電阻值來鑒定電解槽陰極碳塊的組裝質(zhì)量。 所用的回路電阻測試儀為HLC5501回路電阻測試儀 回路電阻測試儀的側(cè)點U+、 1+之間和U—、 I—之間的距離為250mm。 回路電阻測試儀的測試線為10mm2的單根銅質(zhì)軟線。 檢測電解槽陰極碳塊組裝質(zhì)量的測試夾具為連接U+和1+的測試夾具包括U+連接
桿2和r連接桿3， u+連接桿2和r連接桿3之間通過立桿i4相互連接，并且在r連接
桿3的中段設(shè)有絕緣層15，在絕緣層15與立桿14之間卡接有彈簧17，在U+連接桿2的底 端連接有磁座6和電壓測試點1 ;連接U—和I—的測試夾具包括U—連接桿9和I—連接桿10， U一連接桿9和I-連接桿IO之間通過立桿1111相互連接，并且在I-連接桿10的中段設(shè)有 絕緣層1112，在絕緣層1112與立桿II11之間卡接有彈簧1113，在U—連接桿9的底端連接 有電壓測試點8。 立桿14和立桿II11的長度為250mm。 與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明通過對組裝碳塊測試電阻進行分析；
分析后組裝碳塊的測試電阻由以下部分組成，如圖2所示
3
Rl :測試夾具與碳塊之間電阻； R2:碳塊自身電阻； R3 :碳塊與組裝糊料之間電阻； R4:組裝糊料自身電阻； R5 :組裝糊料與鋼棒之間電阻； R6:鋼棒自身電阻； R7 :測試夾具與鋼棒之間電阻； 組裝碳塊測試電阻R = Rl+R2+R3+R4+R5+R6+R7，考慮碳塊自身電阻R2和鋼棒自身 電阻R6是固定不變，實際影響組裝碳塊電阻值波動變化的是Rl、 R3、 R4、 R5和R7。
1 、剖析影響組裝碳塊電阻值波動的因數(shù)。
(1)、測試夾具與碳塊之間電阻Rl。 在測量前，將碳塊測試點表面上的灰塵徹底清掃干凈，使每塊碳塊測試點的測試 電阻相同，同時本發(fā)明提出的專用測試夾具(帶彈簧和磁鐵)，使測量每塊碳塊的壓接壓力 相同，從而使每塊碳塊的壓接電阻相同，因此，可視為每塊碳塊在專用測試夾具與碳塊之間 電阻R1相同，即Rl固定不變。 (2)、碳塊與組裝糊料之間電阻R3和組裝糊料自身電阻R4以及組裝糊料與鋼棒之 間的電阻R5。 R3:與碳塊組裝槽壁有無灰塵、組裝糊料的質(zhì)量、組裝糊料壓縮比以及碳塊和組裝 糊料的加熱溫度有關(guān)。 R4 :與組裝糊料質(zhì)量、加熱溫度和組裝糊料壓縮比有關(guān)。 R5:與鋼棒砂銑質(zhì)量、組裝糊料的質(zhì)量、組裝糊料壓縮比以及鋼棒和組裝糊料的加 熱溫度有關(guān)。 (3)、測試夾具與鋼棒之間電阻R7。 因使用相同的測試夾具、相同的測量方法和壓接壓力，在鋼棒砂銑質(zhì)量保證的前 提下，R7的變化微小，可忽略不計，即視Rl固定不變。 經(jīng)過以上分析，可以看出實際影響組裝碳塊電阻的因數(shù)主要是R3、R4、R5。既與組 裝槽壁有無灰塵、組裝糊料質(zhì)量、鋼棒砂銑質(zhì)量和組裝糊料壓縮比有關(guān)外，還與組裝碳塊、 組裝糊料以及鋼棒三者的加熱溫度有關(guān)(在相同室溫下可不考慮)。在R1、R2、R6、R7固定 不變的情況下，檢測每塊碳塊組裝質(zhì)量具體為檢測
R*(變動量)=R3+R4+R5 ; 即檢測碳塊與組裝糊料之間的電阻、組裝糊料自身的電阻和組裝糊料與鋼棒之間 的電阻。這樣就可通過一種統(tǒng)一、科學(xué)的檢測手段對工人組裝碳塊的質(zhì)量進行標(biāo)準(zhǔn)化檢測 控制，淘汰現(xiàn)在使用"目測"的原始檢測方法，杜絕不合格的組裝碳塊進入電解槽中，彌補了 我國電解鋁行業(yè)中在陰極碳塊組裝過程質(zhì)量控制的不足，從而實現(xiàn)對陰極組裝碳塊質(zhì)量的 標(biāo)準(zhǔn)量化控制，穩(wěn)定了電解槽大修質(zhì)量，達到延長電解槽使用壽命，提高企業(yè)經(jīng)濟效益?；?br> 路電阻測試儀的側(cè)點u+、 r分別位于兩根鋼棒的四個端頭，U—、 1—分別位于碳塊的中段，這
樣每塊碳塊共計測量四個點，既能檢測各端組裝質(zhì)量情況，又方便實際測量，具有較好的可 操作性。側(cè)點U+、 1+之間和U—、 I—之間的距離為250mm時測量阻值誤差最小，此數(shù)據(jù)是經(jīng)過 大量測試實驗證明統(tǒng)計所得。
u+和r的測試夾具的u+連接桿和r連接桿之間通過立桿相互連接，立桿長度為
250mm，這樣可以使測量阻值誤差最小，在r連接桿的中段設(shè)有絕緣層I，這樣可以隔斷U+和
r ;在r連接桿上套接彈簧，在u+連接桿的底端連接有磁座和電壓測試點，電壓測試點位于 磁鐵的下端，這樣通過導(dǎo)磁『和r的測試夾具就可吸在鋼棒上，r連接桿在彈簧的彈性勢 能下貼緊鋼棒，從而確保每塊鋼棒的壓接壓力相同。u—和r的測試夾具與u+和r的測試
夾具有相同作用；同時本發(fā)明提供的測試夾具還具有輕巧、穩(wěn)定、易使用、便操作等優(yōu)點。


圖1為回路電阻測試儀接線示意圖；
圖2為組裝碳塊的測試電阻組成示意圖；
圖3為連接U+和1+的測試夾具的示意圖；
圖4為連接U—和I—的測試夾具的示意圖；
圖5為測量點位置示意圖。
具體實施例方式
實施例如圖1和圖5所示，在采用HLC5501回路電阻測試儀對碳塊與組裝糊料 之間的電阻、組裝糊料自身的電阻和組裝糊料與鋼棒之間的電阻進行檢測時，HLC5501回路
電阻測試儀的側(cè)點u+、 r分別位于兩根鋼棒的四個端頭，U—、 I—分別位于碳塊的中段，測量
點的具體位置和尺寸見圖5，兩根鋼棒的四個端，每端分別對應(yīng)測試碳塊的一個點，將U+和 1+的測試夾具的U+、 1+測量點分別接在鋼棒A、 B、 C、 D四端，U—和I—的測試夾具的U—、 I—測 量點分別接在對應(yīng)碳塊的a、 b、 c、 d點，每塊碳塊共計測量四個點，這樣既能檢測各端組裝 質(zhì)量情況，又方便實際測量，具有較好的可操作性。測試時，分別采用10mn^的單根銅質(zhì)軟 線將U+、I+、U—和1—與HLC5501回路電阻測試儀連接，將HLC5501回路電阻測試儀設(shè)置選為 100A/10S，按下測試鍵，直到液晶屏閃爍顯示，記錄被測點測試數(shù)據(jù)。對各測試數(shù)據(jù)進行比 較分析，從而檢測并控制陰極碳塊組裝質(zhì)量。 因HLC5501回路電阻測試儀自帶夾具不能很好的滿足本發(fā)明，申請人制作了連接
u+和r的測試夾具和連接u—和r的測試夾具，如圖3和圖4 ;連接u+和r的測試夾具包
括U+連接桿2和1+連接桿3， U+連接桿2和1+連接桿3之間通過立桿I 4相互連接，并且 在1+連接桿3的中段設(shè)有絕緣層15，在絕緣層15與立桿14之間卡接有彈簧17，回路電阻
測試儀的r測試線連接在r連接桿3下段的電流測試點上，在u+連接桿2的底端連接有磁 座6和電壓測試點i，回路電阻測試儀的u+測試線連接在電壓測試點i上；連接u—和r的 測試夾具包括u—連接桿9和r連接桿io， u—連接桿9和r連接桿io之間通過立桿nii 相互連接，并且在r連接桿io的中段設(shè)有絕緣層ni2，在絕緣層iii2與立桿nil之間卡 接有彈簧ni3，回路電阻測試儀的r測試線連接在r連接桿io下段的電流測試點上，在
U—連接桿9的底端連接有電壓測試點8，回路電阻測試儀的U—測試線連接在電壓測試點8
上。采用這種特制的測試夾具，不但可以通過立桿保證u+和r之間、u—和r之間的距離， 而且通過磁座和彈簧壓接鋼棒或碳塊，使測量的每塊鋼棒和碳塊的壓接壓力相同，可確保 測量精度。 同時此項發(fā)明，還將組裝人員組裝的部位及組裝效果通過測試儀記錄下來，便于落實責(zé)任，提高組裝人員工作責(zé)任心，對穩(wěn)定和控制組裝碳塊質(zhì)量，杜絕有質(zhì)量問題的組裝 塊用于大修的電解槽中，達到提高企業(yè)經(jīng)濟效益，延長電解槽使用壽命的目的。
權(quán)利要求
一種檢測電解槽陰極碳塊組裝質(zhì)量的方法，其特征在于它是采用回路電阻測試儀對碳塊與組裝糊料之間的電阻、組裝糊料自身的電阻和組裝糊料與鋼棒之間的電阻進行檢測，回路電阻測試儀的側(cè)點U+、I+分別位于兩根鋼棒的四個端頭，U-、I-分別位于碳塊的中段，通過檢測的電阻值來鑒定電解槽陰極碳塊的組裝質(zhì)量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測電解槽陰極碳塊組裝質(zhì)量的方法，其特征在于所用的回路電阻測試儀為HLC5501回路電阻測試儀
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的檢測電解槽陰極碳塊組裝質(zhì)量的方法，其特征在于回 路電阻測試儀的側(cè)點U+、 1+之間和U—、 I—之間的距離為250mm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測電解槽陰極碳塊組裝質(zhì)量的測試夾具，其特征在于回 路電阻測試儀的測試線為10mm2的單根銅質(zhì)軟線。
5. —種檢測電解槽陰極碳塊組裝質(zhì)量的測試夾具，其特征在于連接U+和1+的測試夾 具包括U+連接桿(2)和I+連接桿(3)， U+連接桿(2)和I+連接桿(3)之間通過立桿1(4) 相互連接，并且在I+連接桿(3)的中段設(shè)有絕緣層I (5)，在絕緣層I (5)與立桿I (4)之間卡 接有彈簧I(7)，在U+連接桿(2)的底端連接有磁座(6)和電壓測試點(1);連接U—和I—的測試夾具包括u—連接桿(9)和r連接桿(io)， u—連接桿(9)和r連接桿(io)之間通過 立桿n(ii)相互連接，并且在r連接桿(io)的中段設(shè)有絕緣層n(i2)，在絕緣層n(12)與立桿11(11)之間卡接有彈簧II(13)，在U—連接桿(9)的底端連接有電壓測試點(8)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的檢測電解槽陰極碳塊組裝質(zhì)量的測試夾具，其特征在于立 桿I (4)和立桿II (11)的長度為250mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種檢測電解槽陰極碳塊組裝質(zhì)量的方法及測試夾具，它是采用回路電阻測試儀對碳塊與組裝糊料之間的電阻、組裝糊料自身的電阻和組裝糊料與鋼棒之間的電阻進行檢測，回路電阻測試儀的側(cè)點U+、I+分別位于兩根鋼棒的四個端頭，U-、I-分別位于碳塊的中段，通過檢測的電阻值來鑒定電解槽陰極碳塊的組裝質(zhì)量，本發(fā)明通過一種統(tǒng)一、科學(xué)的檢測手段對工人組裝碳塊的質(zhì)量進行標(biāo)準(zhǔn)化檢測控制，淘汰現(xiàn)在使用“目測”的原始檢測方法，杜絕不合格的組裝碳塊進入電解槽中，彌補了我國電解鋁行業(yè)中在陰極碳塊組裝過程質(zhì)量控制的不足，從而實現(xiàn)對陰極組裝碳塊質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)量化控制，穩(wěn)定了電解槽大修質(zhì)量。
文檔編號G01N27/20GK101750440SQ20081006903
公開日2010年6月23日 申請日期2008年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月11日
發(fā)明者吳剛, 周生權(quán), 李曉慶, 王忠全, 程守勇, 陽志強, 黃志國, 龍洪軍 申請人:中國鋁業(yè)股份有限公司