在真空炉中，石墨风管（Graphite Air Ducts）的加热阶段需严格操控温度均匀性、热应力分布、气体流动效率及资料抗氧化性，以保证快速升温且防止结构损伤。
1.加热工艺优化措施
(1)温度均匀性操控
多区独立加热：沿风管长度方向布置3~5个加热区，PID闭环操控（温差≤±10℃）。
石墨风管外表处理：喷涂红外辐射涂层（如ZrO2），提升热吸收率（ε≥0.85）。
(2)热应力缓解规划
梯度升温算法：在800℃、1200℃设置30分钟保温平台，开释热应力。
结构优化：风管连接处选用波纹补偿节（石墨原料），补偿轴向膨胀量（ΔL/L2≤0.3%）。
(3)气体流动优化
导流板规划：在风管弯头处增设多孔石墨导流板（开孔率30%~40%），削减湍流。
流量-温度耦合操控：根据实时温度调理进气流量（如1200℃时流量≥20 L/min）。
3.要害功能检测与验证
(1) 在线监测项目
轴向温差≤15℃，红外热像仪（5μm波段），径向膨胀≤0.1%长度。误差≤±5%设定值。
(2)停机检测（每10次加热循环后）
超声波测厚：查看氧化侵蚀（壁厚削减≤0.2mm）。
4.常见问题与解决方案
加热器功率分配不均：从头校准加热区PID参数+增加热电偶密度
热膨胀导致密封失效：改用柔性石墨垫片+预紧力动态调理组织
5.加热阶段能耗优化
余热收回：在降温阶段利用风管余热预热进气（节能15%~20%）。
脉冲加热模式：目标温度附近选用间歇式供电（占空比80%），削减过热风险。
通过上述优化，石墨风管在加热阶段的温度均匀性可提升30%，同时热应力损伤风险降低50%。关于极端工况（如＞1800℃），建议选用C/C复合资料+内衬陶瓷纤维的复合结构。
