Závisí to od množstva a umiestnenia variability. Variabilita kritických parametrov žíhania – teplota, rosný bod a zloženie atmosféry – môže mať dramatický vplyv na kvalitu produktu. Aby ste pomohli nájsť zdroj variability, zaznamenajte si kritické parametre procesu počas výroby – väčšie než normálne odchýlky teploty môžu ovplyvniť rast zŕn, tvrdosť a ťažnosť. Potom môžete korelovať nekvalitné testy s trendmi údajov a identifikovať, čo môže spôsobiť zmenu vlastností.
Inštalácia systému riadenia procesov na monitorovanie a riadenie týchto premenných vám môže pomôcť znížiť variabilitu. Malá investícia do riadiacej technológie môže poskytnúť veľkú návratnosť znížených výrobných nákladov a zlepšenia kvality. Naši obchodní inžinieri a rozsiahle skúsenosti v oblasti riadenia procesov vám môžu pomôcť zlepšiť konzistentnosť procesov a ušetriť peniaze.
Komponenty z uhlíkovej ocele boli rutinne žíhané alebo tepelne spracované v atmosfére na báze dusíka a vodíka, aby sa uvoľnilo napätie, zmenila sa mikroštruktúra a/alebo sa zlepšil vzhľad povrchu už niekoľko rokov. Prietok a zloženie atmosféry, ktorá sa má použiť na žíhanie komponentov v peciach, sa zvyčajne určujú metódou pokus-omyl.
Aj keď sa zloženie dusíkovo-vodíkovej atmosféry privádzanej do pece s časom nemení, skutočný redukčný alebo oxidačný potenciál atmosféry vo vnútri pece sa neustále mení v dôsledku netesností a prievanu v peci, desorpcie nečistôt, ako je vlhkosť od povrchu komponentov alebo rozkladu maziva prítomného na povrchu komponentov, ktoré sú žíhané.
Všetky druhy nehrdzavejúcich ocelí sú zliatiny na báze železa s významným percentom chrómu. Nerezové ocele zvyčajne obsahujú menej ako 30 % chrómu a viac ako 50 % železa. Ich nehrdzavejúce vlastnosti vyplývajú z tvorby neviditeľného, priľnavého, ochranného a samoliečiaceho sa povrchu oxidu bohatého na chróm (Cr₂O₃). Zatiaľ čo nehrdzavejúce ocele sú odolné voči hrdzaveniu pri izbových teplotách, sú náchylné na zmenu farby oxidáciou pri zvýšených teplotách v dôsledku prítomnosti chrómu a iných legujúcich prvkov, ako je titán a molybdén.
Faktory, ktoré prispievajú k zvýšenej oxidácii, zahŕňajú vysoký rosný bod, vysoký obsah kyslíka a oxidy olova, bóru a nitridov na povrchu. Pre lesklé nehrdzavejúce ocele ich v závislosti od zloženia spracujte vo vysoko redukčnej atmosfére s rosným bodom nižším ako –40 °C a minimálne 25 % vodíka.
Zelená farba, ktorú vidíte na častiach z nehrdzavejúcej ocele, je oxid chrómu (Cr₂O₃). Vzniká, keď je v atmosfére pece príliš veľa kyslíka a/alebo vlhkosti, čo je zvyčajne spôsobené únikom vody, slabou tesnosťou atmosféry alebo príliš nízkymi prietokmi atmosférického plynu. Tmavo zeleno-hnedá farba indikuje významné hladiny voľného kyslíka vo vnútri pece spôsobeného veľkým únikom vzduchu.
Okrem tradičného testu ocele a medi niektoré spoločnosti prechádzajú pecou kusom nehrdzavejúcej ocele, aby skontrolovali vysokú úroveň vlhkosti a kyslíka. Lepším a presnejším spôsobom merania hladiny vlhkosti a kyslíka je inštalácia analyzátora kyslíka a merača rosného bodu. Je to lacné a vysoko presné. Ak sa na vašich častiach z nehrdzavejúcej ocele vytvára film zeleného oxidu, znamená to, že pec alebo atmosféra nie sú optimalizované.
Odzinkovanie je typicky definované ako vylúhovanie zinku zo zliatin medi vo vodnom roztoku. Pri tepelnom spracovaní mosadze (a iných zliatin obsahujúcich zinok) je odzinkovanie odstránenie zinku z kovového substrátu počas tepelných procesov, ako je tvrdé spájkovanie a žíhanie, zvyčajne v dôsledku veľmi nízkeho tlaku pár zinku v zliatinách. Odzinkovanie môže viesť k nadmernému prášeniu pece, zlievaniu zinkových pár s inými kovmi a v extrémnych prípadoch k strate vlastností zliatiny.
Aj keď eliminácia odzinkovanie nie je vždy možná, môže sa počas tepelného spracovania znížiť. Riadenie teploty, času pri teplote a redukčného potenciálu atmosféry pece môže pomôcť minimalizovať odzinkovanie a zlepšiť vaše tepelné spracovanie. Pochopenie toho, ktoré premenné je potrebné zmeniť, však môže byť problém. Air Products' špecialisti z odvetvia, ktorí majú skúsenosti s tepelným spracovaním, vám môžu pomôcť určiť premenné, ktoré môžete regulovať, aby ste znížili náklady a zvýšili produktivitu minimalizovaním odzinku.
Jasné žíhanie ocelí vyžaduje podmienky, ktoré sú redukujúce na oxidy ocele. Tradične sa Ellinghamov diagram používa na predpovedanie podmienok, ktoré zodpovedajú oxidácii čistých kovov alebo redukcii ich oxidov. Táto metóda sa môže použiť na predpovedanie podmienok, ktoré by sa mali redukovať na oxidy železa a oxidy legujúcich prvkov pridaných do ocelí, ako je oxid chrómu, keď sa uvažuje o nehrdzavejúcej oceli. Tento tradičný prístup nie je presný, pretože používa iba termodynamické údaje pre čisté kovy a ich oxidy – ignoruje skutočnosť, že železo a legujúce prvky tvoria tuhý roztok. Okrem toho môžete určiť len približný rovnovážny pomer parciálneho tlaku vodíka a vodnej pary pre oxidáciu konkrétneho kovu pri určitej teplote.
Prípadne môžete použiť presnejšie a pohodlnejšie diagramy pre ocele a iné zliatiny, ktoré sú vytvorené pomocou moderných databáz a počítačových programov, ako je FactSage™ (termochemický softvér a databázový balík vyvinutý spoločne medzi Thermfact/CRCT a GTT-Technologies) alebo softvér Thermo-Calc. Pomocou oxidačno-redukčných kriviek, prezentovaných ako rosný bod atmosféry čistého vodíka alebo dusíka a vodíka v závislosti od teploty, môžete rýchlo vybrať atmosféru pre žíhanie ocelí bez tvorby oxidov. Diagram na obrázku 1 bol vypočítaný pomocou FactSage. Tento diagram ukazuje, že oxidačno-redukčné krivky pre systémy Fe-18%Cr a Fe-18%Cr-8%Ni predstavujúce nehrdzavejúce ocele sú vyššie ako zodpovedajúce krivky Cr/Cr2O3. Pre zliatiny (napr. ocele) môžete dosiahnuť presnejšie výpočty pomocou termodynamických údajov z čistých látok (tj čistých kovov a oxidov) a databáz roztokov. Takéto diagramy možno vytvoriť špecificky pre ocele záujmu a rôzne zloženie atmosféry.
Tieto metódy vám môžu pomôcť pri riešení problémov a optimalizácii prevádzky žíhania vyvážením spotreby vodíka a kvality produktu.
Postava 1:
Priemyselné plyny (ako je dusík, vodík a argón) pre pece sa vyznačujú veľmi vysokou čistotou (> 99,995 %). Typické úrovne nečistôt sú oveľa menšie ako 10 ppm objemových (ppmv) kyslíka a menej ako 3 ppmv vlhkosti (<– 65° C rosný bod). Táto čistota je zvyčajne dostatočná pre mnohé procesy zahŕňajúce širokú škálu materiálov. Niektoré materiály však môžu v dôsledku svojej vysokej reaktivity vyžadovať dodatočné čistenie, aby sa dosiahli ešte nižšie úrovne nečistôt, najmä pri plynoch dodávaných prostredníctvom voľne ložených alebo rúrových návesov. Niektoré zariadenia inštalujú in-line čističky ako dodatočné opatrenie proti nečistotám zozbieraným z domácej linky. In-line čistenie typicky zahŕňa odstránenie kyslíka a vlhkosti. Niekedy s prívodom argónu je potrebné odstrániť stopové nečistoty dusíka. Výber čističky závisí od plynu a typu a množstva nečistôt, ktoré sa majú odstrániť.
Prietokomery musia byť správne dimenzované pre každú konkrétnu aplikáciu, typ plynu, tlak plynu a prevádzkový rozsah. Najprv sa uistite, že váš prietokomer je kalibrovaný pre špecifickú hmotnosť plynu, ktorý meriate. Skontrolujte štítok alebo sklenenú trubicu prietokomeru alebo pre istotu zavolajte výrobcovi. Po druhé, prevádzkujte prietokomer iba pri tlaku, na ktorý bol kalibrovaný. Napríklad prietokomer s premenlivou plochou kalibrovaný pre 5,5 baru a údajom 28,3 m³/h bude skutočne poskytovať iba 21,5 m³/h, ak bude prevádzkovaný pri 2,8 baru. Toto je chyba 24%! Po tretie, aby ste dosiahli čo najlepšiu presnosť a poskytli priestor na nastavenie, dimenzujte prietokomer tak, aby sa váš normálny prietok pohyboval v rozmedzí 30 % – 70 % plného rozsahu. Tieto tri kroky vám pomôžu zabezpečiť dobrú kontrolu nad vašimi tokmi plynu a v konečnom dôsledku aj nad procesom.
Tradične boli vysokotlakové plynové fľaše režimom dodávky pre používateľov v rozsahu malého až stredného objemu. To spôsobilo, že spoločnosti boli vystavené bezpečnostným rizikám spojeným s pohybom fliaš a vystavením vysokému tlaku. Konsolidácia do centralizovaného systému mikroobjemov eliminuje potrebu manipulácie s valcami a znižuje riziko zámeny produktov. Medzi ďalšie výhody patrí znížené vystavenie vysokotlakovým kontajnerom a znížené dopravné zápchy s menej častými dodávkami dodávateľov. Air Products vyvinul možnosť dodávky mikroobjemov ako nákladovo efektívnu a spoľahlivú alternatívu k vysokotlakovým fľašiam na dodávku dusíka, argónu, kyslíka a oxidu uhličitého. Okrem efektívnych a flexibilných skladovacích systémov sú k dispozícii inovatívne potrubné riešenia, ktoré vám pomôžu dosiahnuť hladký prechod od fliaš k mikroobjemu.
