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.

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:

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.

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.