专利名称：一种检测电解槽阴极碳块组装质量的方法及测试夹具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种碳块质量检测方法及测试夹具，特别是涉及一种检测电解槽阴极
碳块组装质量的方法及测试夹具。
背景技术：
在电解槽大修中，有一道重要的工序是槽底用阴极碳块组装工序，该工序中的碳块组装质量，会对电解槽大修质量产生重大影响。而组装质量的控制重点在于提高检测的质量上，通过检测数据来判断组装碳块的好与坏。现有技术中，在碳块组装质量检测上，长期以来没有一个科学的检测手段和检测标准来判断组装碳块的质量好与坏，只能凭操作工人组装经验进行组装，质检人员通过人眼目测的方法对组装后的碳块进行质量评判，缺乏科学性，严瑾性。这种粗略的检测方法，无法对组装碳块的内部裂纹进行检测，更无法检测操作工人是否将碳块、钢棒和糊料三者进行紧密扎固粘接。有质量问题的碳块因未能及时发现用于电解槽底部，将会严重影响电解槽大修后的使用寿命，甚至出现电解槽通电几天就发生漏槽的现象，给企业造成重大经济损失。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种科学检测手段检测组装碳块质量，杜绝不合格的组装碳块装入电解槽的检测电解槽阴极碳块组装质量的方法及测试夹具，以克服现有技术的不足。 本发明的技术方案是检测电解槽阴极碳块组装质量的方法是采用回路电阻测试仪对碳块与组装糊料之间的电阻、组装糊料自身的电阻和组装糊料与钢棒之间的电阻进行
检测，回路电阻测试仪的侧点u+、 r分别位于两根钢棒的四个端头，u—、 r分别位于碳块的中段，通过检测的电阻值来鉴定电解槽阴极碳块的组装质量。 所用的回路电阻测试仪为HLC5501回路电阻测试仪 回路电阻测试仪的侧点U+、 1+之间和U—、 I—之间的距离为250mm。 回路电阻测试仪的测试线为10mm2的单根铜质软线。 检测电解槽阴极碳块组装质量的测试夹具为连接U+和1+的测试夹具包括U+连接
杆2和r连接杆3， u+连接杆2和r连接杆3之间通过立杆i4相互连接，并且在r连接
杆3的中段设有绝缘层15，在绝缘层15与立杆14之间卡接有弹簧17，在U+连接杆2的底端连接有磁座6和电压测试点1 ;连接U—和I—的测试夹具包括U—连接杆9和I—连接杆10，U一连接杆9和I—连接杆10之间通过立杆1111相互连接，并且在I—连接杆10的中段设有绝缘层1112，在绝缘层1112与立杆II11之间卡接有弹簧1113，在U—连接杆9的底端连接有电压测试点8。 立杆14和立杆II11的长度为250mm。 与现有技术比较，本发明通过对组装碳块测试电阻进行分析；
分析后组装碳块的测试电阻由以下部分组成，如图2所示
Rl :测试夹具与碳块之间电阻； R2:碳块自身电阻； R3 :碳块与组装糊料之间电阻； R4:组装糊料自身电阻； R5 :组装糊料与钢棒之间电阻； R6:钢棒自身电阻； R7 :测试夹具与钢棒之间电阻； 组装碳块测试电阻R = Rl+R2+R3+R4+R5+R6+R7，考虑碳块自身电阻R2和钢棒自身电阻R6是固定不变，实际影响组装碳块电阻值波动变化的是Rl、 R3、 R4、 R5和R7。
1 、剖析影响组装碳块电阻值波动的因数。
(1)、测试夹具与碳块之间电阻Rl。 在测量前，将碳块测试点表面上的灰尘彻底清扫干净，使每块碳块测试点的测试电阻相同，同时本发明提出的专用测试夹具(带弹簧和磁铁)，使测量每块碳块的压接压力相同，从而使每块碳块的压接电阻相同，因此，可视为每块碳块在专用测试夹具与碳块之间电阻R1相同，即Rl固定不变。 (2)、碳块与组装糊料之间电阻R3和组装糊料自身电阻R4以及组装糊料与钢棒之间的电阻R5。 R3:与碳块组装槽壁有无灰尘、组装糊料的质量、组装糊料压縮比以及碳块和组装糊料的加热温度有关。 R4 :与组装糊料质量、加热温度和组装糊料压縮比有关。 R5:与钢棒砂铣质量、组装糊料的质量、组装糊料压縮比以及钢棒和组装糊料的加热温度有关。 (3)、测试夹具与钢棒之间电阻R7。 因使用相同的测试夹具、相同的测量方法和压接压力，在钢棒砂铣质量保证的前提下，R7的变化微小，可忽略不计，即视Rl固定不变。 经过以上分析，可以看出实际影响组装碳块电阻的因数主要是R3、R4、R5。既与组装槽壁有无灰尘、组装糊料质量、钢棒砂铣质量和组装糊料压縮比有关外，还与组装碳块、组装糊料以及钢棒三者的加热温度有关(在相同室温下可不考虑)。在R1、R2、R6、R7固定不变的情况下，检测每块碳块组装质量具体为检测
R* (变动量)=R3+R4+R5 ; 即检测碳块与组装糊料之间的电阻、组装糊料自身的电阻和组装糊料与钢棒之间的电阻。这样就可通过一种统一、科学的检测手段对工人组装碳块的质量进行标准化检测控制，淘汰现在使用"目测"的原始检测方法，杜绝不合格的组装碳块进入电解槽中，弥补了我国电解铝行业中在阴极碳块组装过程质量控制的不足，从而实现对阴极组装碳块质量的标准量化控制，稳定了电解槽大修质量，达到延长电解槽使用寿命，提高企业经济效益。回
路电阻测试仪的侧点u+、 r分别位于两根钢棒的四个端头，U—、 1—分别位于碳块的中段，这
样每块碳块共计测量四个点，既能检测各端组装质量情况，又方便实际测量，具有较好的可操作性。侧点U+、 1+之间和U—、 I—之间的距离为250mm时测量阻值误差最小，此数据是经过大量测试实验证明统计所得。
u+和r的测试夹具的u+连接杆和r连接杆之间通过立杆相互连接，立杆长度为
250mm，这样可以使测量阻值误差最小，在r连接杆的中段设有绝缘层I，这样可以隔断U+和
r ;在r连接杆上套接弹簧，在u+连接杆的底端连接有磁座和电压测试点，电压测试点位于 磁铁的下端，这样通过导磁『和r的测试夹具就可吸在钢棒上，r连接杆在弹簧的弹性势 能下贴紧钢棒，从而确保每块钢棒的压接压力相同。u—和r的测试夹具与u+和r的测试
夹具有相同作用；同时本发明提供的测试夹具还具有轻巧、稳定、易使用、便操作等优点。
图1为回路电阻测试仪接线示意图；
图2为组装碳块的测试电阻组成示意图；
图3为连接U+和1+的测试夹具的示意图；
图4为连接U—和I—的测试夹具的示意图；
图5为测量点位置示意图。
具体实施例方式
实施例如图1和图5所示，在采用HLC5501回路电阻测试仪对碳块与组装糊料 之间的电阻、组装糊料自身的电阻和组装糊料与钢棒之间的电阻进行检测时，HLC5501回路
电阻测试仪的侧点u+、 r分别位于两根钢棒的四个端头，U—、 I—分别位于碳块的中段，测量
点的具体位置和尺寸见图5，两根钢棒的四个端，每端分别对应测试碳块的一个点，将U+和 1+的测试夹具的U+、 1+测量点分别接在钢棒A、 B、 C、 D四端，U—和I—的测试夹具的U—、 I—测 量点分别接在对应碳块的a、 b、 c、 d点，每块碳块共计测量四个点，这样既能检测各端组装 质量情况，又方便实际测量，具有较好的可操作性。测试时，分别采用10mn^的单根铜质软 线将U+、I+、U—和1—与HLC5501回路电阻测试仪连接，将HLC5501回路电阻测试仪设置选为 100A/10S，按下测试键，直到液晶屏闪烁显示，记录被测点测试数据。对各测试数据进行比 较分析，从而检测并控制阴极碳块组装质量。 因HLC5501回路电阻测试仪自带夹具不能很好的满足本发明，申请人制作了连接 U+和1+的测试夹具和连接U—和I—的测试夹具，如图3和图4 ;连接U+和1+的测试夹具包括
u+连接杆2和r连接杆3， u+连接杆2和r连接杆3之间通过立杆i4相互连接，并且在r
连接杆3的中段设有绝缘层15，在绝缘层15与立杆14之间卡接有弹簧17，回路电阻测试
仪的r测试线连接在r连接杆3下段的电流测试点上，在u+连接杆2的底端连接有磁座6
和电压测试点1，回路电阻测试仪的U+测试线连接在电压测试点1上；连接U—和I—的测试 夹具包括U—连接杆9和I—连接杆10， U—连接杆9和I—连接杆10之间通过立杆1111相互 连接，并且在1—连接杆10的中段设有绝缘层1112，在绝缘层1112与立杆1111之间卡接有
弹簧ni3，回路电阻测试仪的r测试线连接在r连接杆1o下段的电流测试点上，在u—连
接杆9的底端连接有电压测试点8，回路电阻测试仪的U—测试线连接在电压测试点8上。采
用这种特制的测试夹具，不但可以通过立杆保证u+和r之间、u—和r之间的距离，而且通过 磁座和弹簧压接钢棒或碳块，使测量的每块钢棒和碳块的压接压力相同，可确保测量精度。 同时此项发明，还将组装人员组装的部位及组装效果通过测试仪记录下来，便于
落实责任，提高组装人员工作责任心，对稳定和控制组装碳块质量，杜绝有质量问题的组装块用于大修的电解槽中，达到提高企业经济效益，延长电解槽使用寿命的目的'
权利要求
一种检测电解槽阴极碳块组装质量的方法，其特征在于它是采用回路电阻测试仪对碳块与组装糊料之间的电阻、组装糊料自身的电阻和组装糊料与钢棒之间的电阻进行检测，回路电阻测试仪的侧点U+、I+分别位于两根钢棒的四个端头，U-、I-分别位于碳块的中段，通过检测的电阻值来鉴定电解槽阴极碳块的组装质量。
2. 根据权利要求1所述的检测电解槽阴极碳块组装质量的方法，其特征在于所用的回路电阻测试仪为HLC5501回路电阻测试仪
3. 根据权利要求1或2所述的检测电解槽阴极碳块组装质量的方法，其特征在于回 路电阻测试仪的侧点U+、 1+之间和U—、 I—之间的距离为250mm。
4. 根据权利要求1所述的检测电解槽阴极碳块组装质量的测试夹具，其特征在于回 路电阻测试仪的测试线为10mm2的单根铜质软线。
5. —种检测电解槽阴极碳块组装质量的测试夹具，其特征在于连接U+和1+的测试夹 具包括U+连接杆(2)和I+连接杆(3)， U+连接杆(2)和I+连接杆(3)之间通过立杆1(4) 相互连接，并且在I+连接杆(3)的中段设有绝缘层I (5)，在绝缘层I (5)与立杆I (4)之间卡 接有弹簧I(7)，在U+连接杆(2)的底端连接有磁座(6)和电压测试点(1);连接U—和I—的测试夹具包括u—连接杆(9)和r连接杆(io)， u—连接杆(9)和r连接杆(io)之间通过 立杆n(ii)相互连接，并且在r连接杆(io)的中段设有绝缘层n(i2)，在绝缘层n(12)与立杆II(ll)之间卡接有弹簧II(13)，在U-连接杆(9)的底端连接有电压测试点(8)。
6. 根据权利要求5所述的检测电解槽阴极碳块组装质量的测试夹具，其特征在于立 杆I (4)和立杆II (11)的长度为250mm。
全文摘要
本发明公开了一种检测电解槽阴极碳块组装质量的方法及测试夹具，它是采用回路电阻测试仪对碳块与组装糊料之间的电阻、组装糊料自身的电阻和组装糊料与钢棒之间的电阻进行检测，回路电阻测试仪的侧点U+、I+分别位于两根钢棒的四个端头，U-、I-分别位于碳块的中段，通过检测的电阻值来鉴定电解槽阴极碳块的组装质量，本发明通过一种统一、科学的检测手段对工人组装碳块的质量进行标准化检测控制，淘汰现在使用“目测”的原始检测方法，杜绝不合格的组装碳块进入电解槽中，弥补了我国电解铝行业中在阴极碳块组装过程质量控制的不足，从而实现对阴极组装碳块质量的标准量化控制，稳定了电解槽大修质量。
文档编号G01N27/20GK101738421SQ20081006898
公开日2010年6月16日 申请日期2008年11月12日 优先权日2008年11月12日
发明者何斌, 刘毅, 李长江, 杜江杰, 杨武, 王奎, 胡坚, 靳兰花 申请人:中国铝业股份有限公司