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:
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.
Pri spájkovaní v peci je táto tendencia roztopeného medeného plniva vzplanúť a šíriť sa vo všeobecnosti jedným zo štyroch faktorov:
Keďže redukčný potenciál atmosféry pece na báze vodíka je definovaný pomerom pH₂O, prvá odpoveď, ktorá väčšine ľudí napadne, je „áno“. A v niektorých prípadoch sú správne. Nižšie hodnoty rosného bodu (nižšie pH₂O) vedú k viac redukčným podmienkam a v mnohých prípadoch k lepšiemu výkonu atmosféry pece. Sú však situácie, kedy to nie je vždy tak. Jedným príkladom je atmosféra pásovej pece na báze vodíka, kde rosný bod môže za určitých podmienok dosiahnuť hodnoty suššie ako –45 °C alebo dokonca –50 °C. Redukčný potenciál tejto atmosféry je viac než dostatočný pre typické spracovávané diely, ale môže viesť k zbytočne silným redukčným podmienkam, ktoré znižujú životnosť remeňa. Ďalším príkladom môže byť spájkovacia atmosféra, ktorá je príliš redukujúca a náchylná na nadmerný tok spájky. Nový systém zvlhčovania atmosféry Air Products umožňuje presné a konzistentné pridávanie vlhkosti do atmosféry pece pre to správne množstvo vlhkosti, aby sa zlepšila životnosť pásu a/alebo tok spájky pri zachovaní primeraných redukčných podmienok pre vykonávané operácie spekania alebo tvrdého spájkovania.
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.
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 nerezové 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. V prípade lesklej nehrdzavejúcej ocele ich spracujte vo vysoko redukčnej atmosfére s rosným bodom nižším ako –40 °C a minimálne 25 % vodíka.
Pri atmosfére spekania a spájkovania v kontinuálnej pásovej peci s otvorenými koncami musíte dodržiavať normu EN 746 pre priemyselné zariadenia na tepelné spracovanie, ako sú pece a pece. Typicky sa za horľavé považujú atmosféry obsahujúce viac ako 5 % vodíka plus oxidu uhoľnatého plus metánu (spolu, pričom obsah metánu by mal byť nižší ako 1 %) v dusíku. V skutočnosti sa každá zmiešaná atmosféra – aj keď obsahuje menej ako 5 % horľavých zložiek – považuje za „neurčenú“ a musí sa s ňou zaobchádzať ako s horľavou, najmä pri vyšších teplotách pece, ale pod bodom samovznietenia.
EN 746-3 odporúča, aby ste pred zavedením akejkoľvek horľavej alebo neurčitej atmosféry do pece splnili nasledujúce podmienky:
To závisí od vášho postupu. Atmosféry na báze dusíka na spracovanie kovov sa úspešne osvedčili počas mnohých rokov a vzhľadom na enormný rozsah požiadaviek v peciach na rôzne materiály a povrchové potreby je dnes používanie zmesí plynov priemyselným štandardom. Rôzne produkty môžu tolerovať rôzne koncentrácie oxidačných zložiek v atmosfére pece v dôsledku dodatočných redukčných alebo reaktívnych zložiek v zmesi. Z tohto dôvodu je možné tolerovať použitie dusíka generovaného na mieste so zvyškovým množstvom kyslíka. Pochopením úrovne tolerancie kyslíka vám môžeme pomôcť znížiť vaše náklady.
Jednoduchý test medi/oceľ môže rozlíšiť oxidáciu vzduchom (O₂) alebo vodou (H2O). Test sa vykonáva tak, že sa kus čistého lesklého medeného pásika pošle popri kuse čistého pásika uhlíkovej ocele cez kontinuálnu pec a pozoruje sa oxidácia na každom testovacom kupóne. Dbajte na to, aby bola teplota pece nižšia ako 1080˚C, čo je teplota topenia medi. Oceľový pás sa zafarbí alebo zoxiduje, ak do atmosféry uniká vzduch alebo voda; medený pásik však bude oxidovať iba vtedy, ak dôjde k úniku vzduchu. Tento test môžete použiť pre atmosféry na báze dusíka alebo vytvoreného typu, ako je endotermický alebo disociovaný amoniak. A dá sa to urobiť bez kyslíka alebo analyzátorov rosného bodu.
Áno, netesnosti v akomkoľvek tlakovom potrubí na vysoko čistý plyn môžu spôsobiť prerušovanú oxidáciu. Existuje niekoľko možných príčin. Jedným z nich je retrodifúzia – pohyb nečistôt z okolitého vzduchu do vysokotlakového vedenia plynu s nízkym obsahom nečistôt. Toto je poháňané koncentračnými gradientmi, nie tlakovými gradientmi, a je zhoršované zmenami prietoku, tlaku alebo teploty potrubia.
Air Products špecialisti z odvetvia vám môžu pomôcť určiť príčinu vášho problému. Keďže oxidácia je prerušovaná, budete musieť neustále monitorovať únik dusíka pomocou analyzátora stopového kyslíka. Pre rozvody horľavých plynov je možné použiť aj lapač horľavých plynov. Po nájdení nečistôt je možné identifikovať zdroj úniku pomocou rôznych techník, vrátane testovania mydlových bublín, testovania statickým tlakom alebo héliovej hmotnostnej spektrometrie. Netesnosti sa často vyskytujú v trhlinách vo zvaroch, mechanických spojoch, tesnení ventilov a uvoľnených armatúrach.
V atmosfére nauhličených dielov, najmä pri hromadnom zaťažení, sa môžu objaviť odchýlky v tvrdosti povrchu. Ide o bežný problém spôsobený nedostatočnou cirkuláciou atmosféry vo vnútri pece a cez náplň. V Air Products nám naše možnosti modelovania prúdenia atmosféry umožňujú simulovať a pochopiť tieto technické bariéry. Naši technickí experti môžu s vami spolupracovať pri hľadaní najlepšieho spôsobu, ako upraviť nastavenie záťaže, a tým zlepšiť výsledky nauhličovania.
Nauhličovanie a iné uhlíkové kontrolné atmosféry vyžadujú zdroj CO na uľahčenie difúzie uhlíka do povrchu kovu. Jedným zdrojom je tvorba endotermickej atmosféry, pri ktorej vzduch a zemný plyn reagujú vo vonkajšom generátore za vzniku plynu zloženého z 20 % CO, 40 % H2 a 40 % N2, so stopovými množstvami CO2 a vlhkosti.
Ďalším zdrojom CO je zavedenie zmesi 40 % dusíka a 60 % metanolu do pece, ktorá tvorí plyn rovnakého zloženia vyrábaný endotermicky. Teplo pece rozloží metanol (CH3OH) na CO a H2, ktoré sa potom zmiešajú s dusíkom. Tu je návod, ako vypočítať potrebné množstvo metanolu. Pre 10 m³/h atmosféry bude napríklad 40 % alebo 4 m³/h dusík, podľa vyššie uvedených pomerov. Zvyšných 60 % alebo 6 m³/h bude tvoriť disociovaný metanol. Keďže jeden liter metanolu sa disociuje na približne 1,67 m³ plynu, na disociáciu do požadovaných 6 m³/h atmosféry by bolo potrebných 3,6 l/h metanolu.
Žiaruvzdorné materiály sú ovplyvňované atmosférou niekoľkými spôsobmi. Hoci sú pri izbovej teplote stabilné, množstvo oxidov sa redukuje v prítomnosti vodíka alebo voľného uhlíka pri zvýšených teplotách, čím sa skracuje ich životnosť. Proces zákazníka a požadovaný výstup určujú atmosféru dizajnu. Avšak kryštalografia keramického materiálu bude mať veľký vplyv na jeho odolnosť voči tejto atmosfére. Pochopením účinkov atmosférických plynov na žiaruvzdorné materiály a výberom žiaruvzdorných materiálov, ktoré sú stabilnejšie pri prevádzkových teplotách a v prítomnosti špecifických druhov plynov, môžete zvýšiť výkon vašej pece. Air Products' inžinieri s vami môžu spolupracovať na optimalizácii vášho procesu.
Toto je otázka, ktorá sa často objavuje. Pri odstraňovaní problémov s oxidáciou v kontinuálnej atmosfére pece je dôležité merať hladinu kyslíka aj rosný bod. Tu je dôvod.
Rosný bod je miera obsahu vlhkosti plynu a je to teplota, pri ktorej vodná para vo vzorke plynu začína kondenzovať. Koncentrácia kyslíka je jednoducho taká - miera parciálneho tlaku kyslíka.
Keď je vzorka plynu extrahovaná z horúcej zóny pece na analýzu, reaktívne plyny ako H2, CO alebo CₓHᵧ sa už spojili s akýmkoľvek prítomným O₂ za vzniku vlhkosti a iných plynných zložiek. Výsledkom je, že v závislosti od teploty pece a spôsobu získania vzorky váš analyzátor často zobrazí nízku hladinu kyslíka. Vo väčšine aplikácií je na riadenie procesu a zabránenie oxidácii potrebná nízka hladina kyslíka a nízky rosný bod.
Pri kontrole kontinuálnej pece má oxidácia v predhrievacej časti matný alebo matný vzhľad a je zvyčajne spôsobená infiltráciou vzduchu zo vstupu do pece. Oxidácia horúcej zóny môže spôsobiť tvorbu šupín alebo pľuzgierov. Vo všeobecnosti k tomu dochádza v dôsledku zvýšených hladín vlhkosti alebo kyslíka v dôsledku nesprávnej rovnováhy atmosféry alebo únikov vody/vzduchu v chladiacej zóne. Oxidácia chladiacej zóny má zvyčajne za následok hladké, niekedy lesklé sfarbenie – možnými príčinami sú zlá konštrukcia závesu, nadmerná rýchlosť pásu, úniky vody alebo nedostatočné prietoky atmosférou.
Vo vsádzkových peciach začnite identifikáciou oxidantu, ktorý spôsobuje problém. Prúdiaci dusík a meranie hladiny kyslíka a vlhkosti môže poskytnúť indikáciu o oxidante. Potom kontrola typických zdrojov úniku, ako sú tesnenia, armatúry, spoje a zvarové spoje, zvyčajne vedie k odhaleniu zdroja úniku.
Kvalitné programy, ktoré vyžadujú informácie o tom, ako spracovávate diel pre svojich zákazníkov, sú čoraz bežnejšie. Pochopenie toho, aké premenné ovládate a aký vplyv majú na vaše časti, je dôležitým krokom na začiatku tohto úsilia. Premenné, ako je teplota, čas, prietok a zloženie atmosféry a spotreba energie, sú dobrými miestami na začatie sledovania.
Monitorovací systém uľahčuje túto úlohu každý deň a zvyšuje presnosť zaznamenaných údajov. Atmosféra Air Products' riadi a procesná inteligencia automatizuje monitorovanie a zber údajov a poskytuje ďalšie výhody, ako je vzdialené monitorovanie vášho procesu, signalizácia problémov a vytváranie vlastných správ pre zákaznícku dokumentáciu. Naši inžinieri vám pomôžu určiť, ktoré premenné sú pre vás dôležité monitorovať, a potom prispôsobiť systém, ktorý bude vyhovovať vašim špecifikáciám aj požiadavkám vašich zákazníkov.
Výhody, ako je zníženie množstva odpadu, eliminácia manuálneho zberu údajov, rýchlejšie riešenie problémov a zvýšená kvalita produktu, môžu zlepšiť váš vzťah so zákazníkmi a pomôcť vám.
Jedným slovom – áno. Môžete znížiť náklady a znížiť množstvo odpadu premenou z vytvorenej atmosféry, ako je endotermický alebo disociovaný amoniak, na syntetickú atmosféru dusík/vodík.
Tu je postup:
Existuje množstvo výhod používania atmosférického systému na báze dusíka, vrátane:
Riedenie dusík-DA môže byť cenovo výhodnou alternatívou k 100% DA. Pretože mnohé spracovávané materiály nevyžadujú 75 percentný obsah vodíka v DA, môžete znížiť náklady na atmosféru použitím lacnejšieho dusíka na riedenie vášho DA. Použitie dusíka tiež poskytuje ekonomický prostriedok na čistenie okrem nižších nákladov na chod pece naprázdno. Tiež použitie vtiahnutého vodíka s dusíkom na nahradenie DA môže byť nákladovo konkurencieschopné a môže úplne eliminovať amoniak - toxický a drahší plyn.
Aplikační inžinieri Air Products vám môžu pomôcť porovnať náklady na atmosféru a odporučiť spôsoby, ako znížiť spotrebu atmosféry, aby sa ďalej znížili vaše celkové náklady na vlastníctvo.
Kyslík zo vzduchu môže difundovať alebo prenikať do vašej pece z predného a výstupného konca, čo spôsobuje problémy, ako je oxidácia, oduhličenie, nedostatočné spekanie alebo nedostatočná kvalita spájky. Tu je niekoľko metód na zníženie infiltrácie kyslíka:
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 nerezové 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. V prípade lesklej nehrdzavejúcej ocele ich spracujte vo vysoko redukčnej atmosfére s rosným bodom nižším ako –40 °C a minimálne 25 % vodíka.
Toto je otázka, ktorá sa často objavuje. Pri odstraňovaní problémov s oxidáciou v kontinuálnej atmosfére pece je dôležité merať hladinu kyslíka aj rosný bod. Tu je dôvod.
Rosný bod je miera obsahu vlhkosti plynu a je to teplota, pri ktorej vodná para vo vzorke plynu začína kondenzovať. Koncentrácia kyslíka je jednoducho taká - miera parciálneho tlaku kyslíka.
Keď je vzorka plynu extrahovaná z horúcej zóny pece na analýzu, reaktívne plyny ako H2, CO alebo CₓHᵧ sa už spojili s akýmkoľvek prítomným O₂ za vzniku vlhkosti a iných plynných zložiek. Výsledkom je, že v závislosti od teploty pece a spôsobu získania vzorky váš analyzátor často zobrazí nízku hladinu kyslíka. Vo väčšine aplikácií je na riadenie procesu a zabránenie oxidácii potrebná nízka hladina kyslíka a nízky rosný bod.
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.
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.
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.
Existuje mnoho aspektov panela na riadenie toku alebo miešania, ktoré si vyžadujú pravidelnú údržbu pre správnu funkčnosť – najmä tie, ktoré súvisia s ich bezpečnou prevádzkou. Mali by ste skontrolovať činnosť solenoidov, aby ste si overili, či sa prúd horľavého plynu automaticky vypína a čistiareň inertným plynom sa automaticky zapína podľa plánu. Mali by sa testovať v súlade s odporúčanou frekvenciou údržby – zvyčajne každých šesť mesiacov. Okrem toho by ste mali podľa potreby prestavať solenoidy. Je tiež dôležité skontrolovať nastavenú hodnotu časovača čistenia, aby ste potvrdili, že dokáže pec dostatočne prečistiť. Mali by ste si overiť a zdokumentovať nastavené hodnoty alarmu nízkeho prietoku na preplachovaní inertným plynom a procesných tokoch. Toto sú len niektoré z položiek, ktoré by sa mali pravidelne kontrolovať.
Jednoduchý test medi/oceľ môže rozlíšiť oxidáciu vzduchom (O₂) alebo vodou (H2O). Test sa vykonáva tak, že sa kus čistého lesklého medeného pásika pošle popri kuse čistého pásika uhlíkovej ocele cez kontinuálnu pec a pozoruje sa oxidácia na každom testovacom kupóne. Dbajte na to, aby bola teplota pece nižšia ako 1080˚C, čo je teplota topenia medi. Oceľový pás sa zafarbí alebo zoxiduje, ak do atmosféry uniká vzduch alebo voda; medený pásik však bude oxidovať iba vtedy, ak dôjde k úniku vzduchu. Tento test môžete použiť pre atmosféry na báze dusíka alebo vytvoreného typu, ako je endotermický alebo disociovaný amoniak. A dá sa to urobiť bez kyslíka alebo analyzátorov rosného bodu.
Pri kontrole kontinuálnej pece má oxidácia v predhrievacej časti matný alebo matný vzhľad a je zvyčajne spôsobená infiltráciou vzduchu zo vstupu do pece. Oxidácia horúcej zóny môže spôsobiť tvorbu šupín alebo pľuzgierov. Vo všeobecnosti k tomu dochádza v dôsledku zvýšených hladín vlhkosti alebo kyslíka v dôsledku nesprávnej rovnováhy atmosféry alebo únikov vody/vzduchu v chladiacej zóne. Oxidácia chladiacej zóny má zvyčajne za následok hladké, niekedy lesklé sfarbenie – možnými príčinami sú zlá konštrukcia závesu, nadmerná rýchlosť pásu, úniky vody alebo nedostatočné prietoky atmosférou.
Vo vsádzkových peciach začnite identifikáciou oxidantu, ktorý spôsobuje problém. Prúdiaci dusík a meranie hladiny kyslíka a vlhkosti môže poskytnúť indikáciu o oxidante. Potom kontrola typických zdrojov úniku, ako sú tesnenia, armatúry, spoje a zvarové spoje, zvyčajne vedie k odhaleniu zdroja úniku.
Jedným slovom – áno. Môžete znížiť náklady a znížiť množstvo odpadu premenou z vytvorenej atmosféry, ako je endotermický alebo disociovaný amoniak, na syntetickú atmosféru dusík/vodík.
Tu je postup:
Existuje množstvo výhod používania atmosférického systému na báze dusíka, vrátane:
Kyslík zo vzduchu môže difundovať alebo prenikať do vašej pece z predného a výstupného konca, čo spôsobuje problémy, ako je oxidácia, oduhličenie, nedostatočné spekanie alebo nedostatočná kvalita spájky. Tu je niekoľko metód na zníženie infiltrácie kyslíka:
Toto je otázka, ktorá sa často objavuje. Pri odstraňovaní problémov s oxidáciou v kontinuálnej atmosfére pece je dôležité merať hladinu kyslíka aj rosný bod. Tu je dôvod.
Rosný bod je miera obsahu vlhkosti plynu a je to teplota, pri ktorej vodná para vo vzorke plynu začína kondenzovať. Koncentrácia kyslíka je jednoducho taká - miera parciálneho tlaku kyslíka.
Keď je vzorka plynu extrahovaná z horúcej zóny pece na analýzu, reaktívne plyny ako H2, CO alebo CₓHᵧ sa už spojili s akýmkoľvek prítomným O₂ za vzniku vlhkosti a iných plynných zložiek. Výsledkom je, že v závislosti od teploty pece a spôsobu získania vzorky váš analyzátor často zobrazí nízku hladinu kyslíka. Vo väčšine aplikácií je na riadenie procesu a zabránenie oxidácii potrebná nízka hladina kyslíka a nízky rosný bod.
Áno, netesnosti v akomkoľvek tlakovom potrubí na vysoko čistý plyn môžu spôsobiť prerušovanú oxidáciu. Existuje niekoľko možných príčin. Jedným z nich je retrodifúzia – pohyb nečistôt z okolitého vzduchu do vysokotlakového vedenia plynu s nízkym obsahom nečistôt. Toto je poháňané koncentračnými gradientmi, nie tlakovými gradientmi, a je zhoršované zmenami prietoku, tlaku alebo teploty potrubia.
Air Products špecialisti z odvetvia vám môžu pomôcť určiť príčinu vášho problému. Keďže oxidácia je prerušovaná, budete musieť neustále monitorovať únik dusíka pomocou analyzátora stopového kyslíka. Pre rozvody horľavých plynov je možné použiť aj lapač horľavých plynov. Po nájdení nečistôt je možné identifikovať zdroj úniku pomocou rôznych techník, vrátane testovania mydlových bublín, testovania statickým tlakom alebo héliovej hmotnostnej spektrometrie. Netesnosti sa často vyskytujú v trhlinách vo zvaroch, mechanických spojoch, tesnení ventilov a uvoľnených armatúrach.
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 nerezové 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. V prípade lesklej nehrdzavejúcej ocele ich spracujte vo vysoko redukčnej atmosfére s rosným bodom nižším ako –40 °C a minimálne 25 % vodíka.
Riedenie dusík-DA môže byť cenovo výhodnou alternatívou k 100% DA. Pretože mnohé spracovávané materiály nevyžadujú 75 percentný obsah vodíka v DA, môžete znížiť náklady na atmosféru použitím lacnejšieho dusíka na riedenie vášho DA. Použitie dusíka tiež poskytuje ekonomický prostriedok na čistenie okrem nižších nákladov na chod pece naprázdno. Tiež použitie vtiahnutého vodíka s dusíkom na nahradenie DA môže byť nákladovo konkurencieschopné a môže úplne eliminovať amoniak - toxický a drahší plyn.
Aplikační inžinieri Air Products vám môžu pomôcť porovnať náklady na atmosféru a odporučiť spôsoby, ako znížiť spotrebu atmosféry, aby sa ďalej znížili vaše celkové náklady na vlastníctvo.
V kvapalnom stave má dusík -195 stupňov Celzia! Vďaka tomu je jedným z najúčinnejších dostupných chladív. V závislosti od vášho procesu môže tekutý dusík zabezpečiť kontrolu teploty, skrátiť čas cyklu a zlepšiť kvalitu produktu. Dusík je tiež zelený produkt, pretože nezanecháva žiadne zvyšky a pochádza zo vzduchu, ktorý dýchame. Používa sa v mnohých priemyselných procesoch a môže byť prispôsobený na tepelné spracovanie, obrábanie, tepelné striekanie a mnoho ďalších aplikácií, ktoré majú problémy súvisiace s nadmerným teplom.
To závisí od vášho postupu. Atmosféry na báze dusíka na spracovanie kovov sa úspešne osvedčili počas mnohých rokov a vzhľadom na enormný rozsah požiadaviek v peciach na rôzne materiály a povrchové potreby je dnes používanie zmesí plynov priemyselným štandardom. Rôzne produkty môžu tolerovať rôzne koncentrácie oxidačných zložiek v atmosfére pece v dôsledku dodatočných redukčných alebo reaktívnych zložiek v zmesi. Z tohto dôvodu je možné tolerovať použitie dusíka generovaného na mieste so zvyškovým množstvom kyslíka. Pochopením úrovne tolerancie kyslíka vám môžeme pomôcť znížiť vaše náklady.
Existuje mnoho aspektov panela na riadenie toku alebo miešania, ktoré si vyžadujú pravidelnú údržbu pre správnu funkčnosť – najmä tie, ktoré súvisia s ich bezpečnou prevádzkou. Mali by ste skontrolovať činnosť solenoidov, aby ste si overili, či sa prúd horľavého plynu automaticky vypína a čistiareň inertným plynom sa automaticky zapína podľa plánu. Mali by sa testovať v súlade s odporúčanou frekvenciou údržby – zvyčajne každých šesť mesiacov. Okrem toho by ste mali podľa potreby prestavať solenoidy. Je tiež dôležité skontrolovať nastavenú hodnotu časovača čistenia, aby ste potvrdili, že dokáže pec dostatočne prečistiť. Mali by ste si overiť a zdokumentovať nastavené hodnoty alarmu nízkeho prietoku na preplachovaní inertným plynom a procesných tokoch. Toto sú len niektoré z položiek, ktoré by sa mali pravidelne kontrolovať.
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.
Možnosť výroby plynu na mieste zahŕňa mnoho faktorov – najdôležitejšie sú tok dusíka a čistota. Toky so stabilnou alebo dostatočnou základnou rýchlosťou môžu byť na mieste veľmi vhodné. Pravidelné alebo nepravidelné prietoky môžu byť prístupné, ak sú objemy, tlak a čistota dostatočné na to, aby umožnili skladovanie plynu pokrývajúce špičkové prietoky. Tiež, čím nižšia je požiadavka na čistotu, tým väčšia je prístupnosť - hoci vysoká čistota je dostupná pri vyšších objemoch. Ďalšie faktory zahŕňajú miestne náklady na energiu a požadovaný tlak. Neexistujú žiadne pevné pravidlá, ktoré by definovali, kedy prejsť z doručenia na doručenie na mieste. Na splnenie vašich požiadaviek na dusík sú k dispozícii rôzne možnosti na mieste, vrátane adsorpcie s kolísaním tlaku, membrán alebo kryogeniky. Spoľahnite sa na rozsiahle skúsenosti Air Products v oblasti technológií na mieste, ktoré vám pomôžu určiť optimálny režim zásobovania.
Riedenie dusík-DA môže byť cenovo výhodnou alternatívou k 100% DA. Pretože mnohé spracovávané materiály nevyžadujú 75 percentný obsah vodíka v DA, môžete znížiť náklady na atmosféru použitím lacnejšieho dusíka na riedenie vášho DA. Použitie dusíka tiež poskytuje ekonomický prostriedok na čistenie okrem nižších nákladov na chod pece naprázdno. Tiež použitie vtiahnutého vodíka s dusíkom na nahradenie DA môže byť nákladovo konkurencieschopné a môže úplne eliminovať amoniak - toxický a drahší plyn.
Aplikační inžinieri Air Products vám môžu pomôcť porovnať náklady na atmosféru a odporučiť spôsoby, ako znížiť spotrebu atmosféry, aby sa ďalej znížili vaše celkové náklady na vlastníctvo.
V kvapalnom stave má dusík -195 stupňov Celzia! Vďaka tomu je jedným z najúčinnejších dostupných chladív. V závislosti od vášho procesu môže tekutý dusík zabezpečiť kontrolu teploty, skrátiť čas cyklu a zlepšiť kvalitu produktu. Dusík je tiež zelený produkt, pretože nezanecháva žiadne zvyšky a pochádza zo vzduchu, ktorý dýchame. Používa sa v mnohých priemyselných procesoch a môže byť prispôsobený na tepelné spracovanie, obrábanie, tepelné striekanie a mnoho ďalších aplikácií, ktoré majú problémy súvisiace s nadmerným teplom.
To závisí od vášho postupu. Atmosféry na báze dusíka na spracovanie kovov sa úspešne osvedčili počas mnohých rokov a vzhľadom na enormný rozsah požiadaviek v peciach na rôzne materiály a povrchové potreby je dnes používanie zmesí plynov priemyselným štandardom. Rôzne produkty môžu tolerovať rôzne koncentrácie oxidačných zložiek v atmosfére pece v dôsledku dodatočných redukčných alebo reaktívnych zložiek v zmesi. Z tohto dôvodu je možné tolerovať použitie dusíka generovaného na mieste so zvyškovým množstvom kyslíka. Pochopením úrovne tolerancie kyslíka vám môžeme pomôcť znížiť vaše náklady.
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.
Existuje množstvo spôsobov, ako riešiť problém vysokotlakového ochladzovania plynom vo vákuových peciach – a množstvo faktorov, ktoré treba zvážiť, aby sa dosiahlo najhospodárnejšie riešenie dodávky vysokotlakového plynu.
Najprv musíte poznať objem pecného plynu potrebný na zasypanie. Potom musí byť príslušná vyrovnávacia nádrž správne dimenzovaná, čo vyžaduje rovnováhu medzi maximálnym prevádzkovým tlakom nádrže a jej vnútorným objemom. Tento tlak vyrovnávacej nádrže je jedným z kľúčových faktorov, ktoré ovplyvňujú typ systému dodávky plynu, ktorý je najvhodnejší pre vašu prevádzku. Ďalším faktorom, na ktorý treba myslieť, je odhadovaný mesačný objem plynu, ktorý spotrebujete, ktorý závisí od toho, koľkokrát budú všetky pece vyžadovať zásyp.
Ďalej je potrebné zvážiť možnosti dodávky kryogénneho plynu. Kryogénne systémy využívajúce vysokotlakové nádrže na kvapalinu majú vo všeobecnosti za následok najmenšie množstvo odvetrávaného plynu, ale sú kapitálovo náročné a sú do istej miery obmedzené v tlaku v dôsledku kritického bodu kryogénu (tj kvapalný dusík je 473 psig, približne 32 barov). Vysokotlakové nádrže na kvapaliny na dusík sú vo všeobecnosti štandardizované na 28 barov. Prepínacie vysokotlakové systémy dávkového typu využívajú lacnejšie štandardné tlakové nádrže na zásobovanie kvapalinou (16 bar), ale môžu mať vysoké straty pri odvetrávaní, pretože dávkové nádoby sa zakaždým odvzdušnia. Vysokotlakové čerpacie systémy kvapalín tiež používajú štandardné tlakové nádrže na kvapaliny s kryogénnym čerpadlom plniacim banky vysokotlakových valcov alebo hydrilové rúrky. Tieto systémy majú oveľa vyšší rozsah tlaku (až do 300 barov) a ak sú správne špecifikované, majú relatívne nízke straty vo ventilácii, často však majú najvyššie celkové investičné náklady. Medzi ďalšie faktory, ktoré je potrebné zvážiť v rámci kompletného hodnotenia, patria náklady na údržbu každého typu systému spolu s jednotkovou cenou plynu.
Aplikační inžinieri Air Products s vami môžu spolupracovať na dôkladnom pochopení vašich parametrov. Potom vám môžu pomôcť vyhodnotiť výhody a úvahy každého typu dodávky, aby ste mohli dodať systém optimalizovaný pre vašu prevádzku.
Čoraz častejšie sa nás pýtajú na dimenzovanie vyrovnávacej nádrže pre vákuové pece. Posun smerom k rýchlejšiemu ochladzovaniu prostredníctvom zásypov s vyšším tlakom spôsobil, že výber vyrovnávacej nádrže – veľkosť a tlaková trieda – je kritickejší.
Najprv musíte určiť požadovaný prevádzkový tlak nádrže, ktorý zabezpečí potrebný tlak zásypu pece a čas na zásyp. Existujú kompromisy medzi veľkosťou nádrže, jej menovitým tlakom, výsledným skladovaným objemom plynu a cenou nádrže. Systém prívodu plynu musí byť tiež schopný poskytnúť primeraný tlak na doplnenie nádrže. Existujú prirodzené body prerušenia úrovne tlaku zo štandardných kryogénnych zásobovacích systémov, ako napríklad 14 barg zo štandardnej kryogénnej nádrže na kvapalinu s objemom 16,5 barg.
Uistite sa, že vyrovnávacia nádrž schválená ASME je dimenzovaná na tlak, ktorý používate, a že je primerane chránená pred nadmerným tlakom. Ak používate kryogénny prívodný systém, uistite sa, že má alarm nízkej teploty, aby sa zabránilo skrehnutiu vyrovnávacích nádrží z uhlíkovej ocele.
Vyrovnávací nádrž musí byť schopná uchovávať správny objem plynu pri primeranej úrovni tlaku nad zásypovým tlakom pece. Napríklad pomocou jednoduchých zákonov o ideálnom plyne, ak sú potrebné 3 m³ na zhášací tlak 5 barg (pribl. 72 psig), vyžadovalo by to 18 m³ plynu na zásyp z plného vákua. To za predpokladu, že je potrebný minimálny tlak 6 barov, aby sa zabezpečil primeraný prietok na zásyp v požadovanom čase. Výsledná vyrovnávacia nádrž by mala mať objem približne 3 m³ s minimálnou úrovňou prevádzkového tlaku približne 12 barg (175 psig). Odporúča sa nádrž s maximálnym povoleným pracovným tlakom (MAWP) 15 barg a skutočná veľkosť by bola založená na tom, ako veľmi by sa mohlo požadovať prepracovanie. Mohla by sa použiť menšia nádrž s oveľa vyšším prevádzkovým tlakom.
Áno, netesnosti v akomkoľvek tlakovom potrubí na vysoko čistý plyn môžu spôsobiť prerušovanú oxidáciu. Existuje niekoľko možných príčin. Jedným z nich je retrodifúzia – pohyb nečistôt z okolitého vzduchu do vysokotlakového vedenia plynu s nízkym obsahom nečistôt. Toto je poháňané koncentračnými gradientmi, nie tlakovými gradientmi, a je zhoršované zmenami prietoku, tlaku alebo teploty potrubia.
Air Products špecialisti z odvetvia vám môžu pomôcť určiť príčinu vášho problému. Keďže oxidácia je prerušovaná, budete musieť neustále monitorovať únik dusíka pomocou analyzátora stopového kyslíka. Pre rozvody horľavých plynov je možné použiť aj lapač horľavých plynov. Po nájdení nečistôt je možné identifikovať zdroj úniku pomocou rôznych techník, vrátane testovania mydlových bublín, testovania statickým tlakom alebo héliovej hmotnostnej spektrometrie. Netesnosti sa často vyskytujú v trhlinách vo zvaroch, mechanických spojoch, tesnení ventilov a uvoľnených armatúrach.
Častým dôvodom dekarbonizácie sú vysoké rosné body v endotermicky generovanej atmosfére spekania. Tento problém možno prekonať použitím riadenej dusíkom zriedenej endotermickej atmosféry alebo ešte lepšie riadenej dusíkovo-vodíkovej atmosféry.
Atmosféry na báze dusíka sa používajú na spekanie komponentov uhlíkovej ocele už niekoľko rokov. Tieto atmosféry sa vyrábajú a privádzajú pomocou endotermického generátora alebo zmiešaním čistého dusíka s vodíkom. Ukázalo sa, že použitie dusíkovo-vodíkovej atmosféry produkuje diely s konzistentnou kvalitou a vlastnosťami. Stále však existuje množstvo výrobcov práškových kovových dielov, ktorí vzhľadom na vysoké náklady na vodík naďalej využívajú endotermicky generované atmosféry na spekanie komponentov z uhlíkovej ocele. S cieľom pomôcť výrobcom týchto dielov zvýšiť kvalitu a konzistenciu produktu bez podstatného zvýšenia celkových nákladov na atmosféru, Air Products inicioval komplexný experimentálny program na štúdium spekania komponentov uhlíkovej ocele v endotermickej a dusíkom zriedenej endotermickej atmosfére za podobných prevádzkových podmienok vo výrobných peciach.
Toto je otázka, ktorá sa často objavuje pri riešení problémov s oxidáciou v kontinuálnej atmosfére pece. Rastúca cena niklu, a teda nehrdzavejúcej ocele, spôsobila, že životnosť remeňa je dôležitejšia ako kedykoľvek predtým. Zatiaľ čo životnosť remeňa z nehrdzavejúcej ocele ovplyvňuje mnoho premenných – vrátane zliatiny pásu, počiatočného postupu vlámania, prierezu drôtu a sledovania, môžete dosiahnuť dramatické zlepšenia úpravou spekacej atmosféry.
Atmosférická procesná technológia Air Products bola preukázaná v prevádzke v teréne na predĺženie životnosti pásov z nehrdzavejúcej ocele používaných pri spekaní práškových kovových častí. Vo všeobecnosti atmosféra poskytuje ochranný oxidový povlak na páse z nehrdzavejúcej ocele, pričom zostáva uhlíkovo neutrálna pre vaše časti. Vrstva oxidu znižuje zachytávanie uhlíka a dusíka a pomáha udržiavať požadované mechanické vlastnosti pásu. V priemyselných službách použitie tejto technológie viedlo k predĺženiu životnosti sieťových pásov z nehrdzavejúcej ocele z 25 % na viac ako 50 % počas životnosti, ktorá sa zvyčajne vyskytuje v atmosfére spekania N2-H2. Výsledky predĺženej životnosti pásu: znížená údržba, menej prestojov pece a menej pásov na výmenu.
Mnoho premenných spracovania, ako je veľkosť prášku, zloženie a čistota; distribúcia veľkosti; a obsah uhlíka ovplyvňuje konečné vlastnosti spekaných komponentov. Typ a množstvo mazív, hustota zhutnenia a parametre pece – teplota, čas pri teplote, rýchlosť chladenia a zaťaženie pásu – tiež ovplyvňujú konečné výsledky. Väčšina týchto premenných sa určuje počas fázy návrhu komponentu.
Atmosféra spekania je často prehliadaná ako premenná. Vlastnosti atmosféry sa môžu v priebehu času meniť. Riadenie premenných atmosférického systému môže zlepšiť konzistenciu spekaných vlastností. Primárne premenné v atmosférickom systéme sú zloženie atmosféry, čistota, prietoky a distribúcia, tlak vo vnútri pece, výstupná rýchlosť, stabilita (vonkajšie vplyvy) a otvory dverí.
Atmosféry na báze dusíka sa v priebehu mnohých rokov úspešne osvedčili pre širokú škálu procesov tepelného spracovania. Boli prijaté ako priemyselný štandard kvôli ich schopnosti produkovať správne zloženie atmosféry na zabezpečenie vysoko kvalitných dielov a nevyvolávajú dobre známe problémy s oduhličením spojené s endotermicky generovanými atmosférami.
Spekané diely by mali vychádzať z pece s lesklým, lesklým povrchom. Ak nie, je to znakom problému vo vašom procese. Predným vchodom môže do pece prenikať kyslík alebo vzduch. Tiež, ak je oxidačný potenciál v zóne predhrievania príliš vysoký, môže spôsobiť oxidáciu na povrchu práškovej kovovej časti. Tento oxidovaný povrch sa zmenšuje, keď dielec prechádza vysoko redukčnou atmosférou v horúcej zóne, čo spôsobuje, že stráca svoj lesklý povrch a pôsobí matne a matne. Okrem matnej povrchovej úpravy si môžete všimnúť nižšiu tvrdosť povrchu v dôsledku oduhličenia povrchu, ktoré je výsledkom oxidácie.
Na vyriešenie tohto problému môžete pridať plameňovú clonu na predný koniec pece. Záves by mal byť pripevnený k dverám, aby poskytoval úplné pokrytie predného vchodu, plus plameň by mal smerovať nadol. Môžete tiež regulovať rosný bod v predhrievacej zóne, takže dostatočne oxiduje na uľahčenie odmazania, ale neoxiduje kov.
Ak chcete vyriešiť problém so sadzami, musíte najprv identifikovať typ sadzí. Existujú tri hlavné typy: priľnavé sadze; voľné, zrnité sadze; a lesklé alebo mastné sadze. Všetky sú spojené s uhľovodíkmi buď z mazív alebo obohacujúcich uhľovodíkových plynov. Priľnuté sadze vyzerajú ako škvrna a je ťažké ich odstrániť. Vo všeobecnosti sa vyrába pyrolýzou maziva v predhrievacej zóne. Voľné, zrnité sadze sa javia ako čierny sneh na vrchu dielov a vznikajú z výparov mazív v horúcej zóne. Lesklé sadze sa javia ako rovnomerný čierny povlak na exponovaných povrchoch. Katalytické praskanie zemného plynu na súčiastkach produkuje tento typ sadzí.
Akonáhle je známy typ sadzí, problém možno vyriešiť vyhodnotením faktorov, ako je prúdenie atmosféry, rovnováha prúdenia, rosný bod predhrievania, rýchlosť pásu, zaťaženie pásu, teplotný profil, hustota časti, percento maziva a stav pece.
Pri atmosfére spekania a spájkovania v kontinuálnej pásovej peci s otvorenými koncami musíte dodržiavať štandard NFPA 86 pre pece a pece. Atmosféry obsahujúce viac ako 4 % vodíka v dusíku sa zvyčajne považujú za horľavé. V skutočnosti sa každá zmiešaná atmosféra – aj keď obsahuje menej ako 4 % vodíka – považuje za „neurčenú“ a musí sa s ňou zaobchádzať, ako keby bola horľavá.
NFPA 86 odporúča, aby ste pred zavedením akejkoľvek horľavej alebo neurčitej atmosféry do pece splnili nasledujúce podmienky:
To závisí od vášho postupu. Atmosféry na báze dusíka na spracovanie kovov sa úspešne osvedčili počas mnohých rokov a vzhľadom na enormný rozsah požiadaviek v peciach na rôzne materiály a povrchové potreby je dnes používanie zmesí plynov priemyselným štandardom. Rôzne produkty môžu tolerovať rôzne koncentrácie oxidačných zložiek v atmosfére pece v dôsledku dodatočných redukčných alebo reaktívnych zložiek v zmesi. Z tohto dôvodu je možné tolerovať použitie dusíka generovaného na mieste so zvyškovým množstvom kyslíka. Pochopením úrovne tolerancie kyslíka vám môžeme pomôcť znížiť vaše náklady.
Jednoduchý test medi/oceľ môže rozlíšiť oxidáciu vzduchom (O₂) alebo vodou (H2O). Test sa vykonáva tak, že sa kus čistého lesklého medeného pásika pošle popri kuse čistého pásika uhlíkovej ocele cez kontinuálnu pec a pozoruje sa oxidácia na každom testovacom kupóne. Dbajte na to, aby bola teplota pece nižšia ako 1080˚C, čo je teplota topenia medi. Oceľový pás sa zafarbí alebo zoxiduje, ak do atmosféry uniká vzduch alebo voda; medený pásik však bude oxidovať iba vtedy, ak dôjde k úniku vzduchu. Tento test môžete použiť pre atmosféry na báze dusíka alebo vytvoreného typu, ako je endotermický alebo disociovaný amoniak. A dá sa to urobiť bez kyslíka alebo analyzátorov rosného bodu.
Toto je otázka, ktorá sa často objavuje. Pri odstraňovaní problémov s oxidáciou v kontinuálnej atmosfére pece je dôležité merať hladinu kyslíka aj rosný bod. Tu je dôvod.
Rosný bod je miera obsahu vlhkosti plynu a je to teplota, pri ktorej vodná para vo vzorke plynu začína kondenzovať. Koncentrácia kyslíka je jednoducho taká - miera parciálneho tlaku kyslíka.
Keď je vzorka plynu extrahovaná z horúcej zóny pece na analýzu, reaktívne plyny ako H2, CO alebo CₓHᵧ sa už spojili s akýmkoľvek prítomným O₂ za vzniku vlhkosti a iných plynných zložiek. Výsledkom je, že v závislosti od teploty pece a spôsobu získania vzorky váš analyzátor často zobrazí nízku hladinu kyslíka. Vo väčšine aplikácií je na riadenie procesu a zabránenie oxidácii potrebná nízka hladina kyslíka a nízky rosný bod.
Áno, netesnosti v akomkoľvek tlakovom potrubí na vysoko čistý plyn môžu spôsobiť prerušovanú oxidáciu. Existuje niekoľko možných príčin. Jedným z nich je retrodifúzia – pohyb nečistôt z okolitého vzduchu do vysokotlakového vedenia plynu s nízkym obsahom nečistôt. Toto je poháňané koncentračnými gradientmi, nie tlakovými gradientmi, a je zhoršované zmenami prietoku, tlaku alebo teploty potrubia.
Air Products špecialisti z odvetvia vám môžu pomôcť určiť príčinu vášho problému. Keďže oxidácia je prerušovaná, budete musieť neustále monitorovať únik dusíka pomocou analyzátora stopového kyslíka. Pre rozvody horľavých plynov je možné použiť aj lapač horľavých plynov. Po nájdení nečistôt je možné identifikovať zdroj úniku pomocou rôznych techník, vrátane testovania mydlových bublín, testovania statickým tlakom alebo héliovej hmotnostnej spektrometrie. Netesnosti sa často vyskytujú v trhlinách vo zvaroch, mechanických spojoch, tesnení ventilov a uvoľnených armatúrach.
Čistota plynu, kolísanie tlaku a prietoku môžu spôsobiť nekonzistentné nátery. Pri odstraňovaní problémov s plazmovým striekaním a aplikáciami HVOF je dôležité hľadať veci, ako sú správne dimenzované ventily, regulátory a potrubia z nehrdzavejúcej ocele od zdroja plynu po striekaciu pištoľ, plus využitie hromadného prívodu plynu, ktorý poskytuje vyššiu čistotu a konzistenciu prietoku ako fľaše. Medzi potenciálne problematické miesta patria nekvalitné gumové tesnenia a membrány, mastné tesniace krúžky, akrylové prietokomery a mnohé rýchlospojky. Netesnosti z voľných armatúr a spojov môžu tiež strhnúť okolitý vzduch, čo má za následok znečistenie plynov a bezpečnostné riziko.
Air Products môže pomôcť pri riešení problémov s čistotou, tlakom a prietokom prostredníctvom diagnostického auditu, ktorý zahŕňa analýzu plynu a kontrolu návrhu potrubia.
Tradičné systémy HVOF (High Velocity Oxy-Fuel) využívajú na spaľovanie niekoľko druhov palív, typicky kerozín, metán (zemný plyn), propán, propylén a vodík. Zatiaľ čo každé palivo má svoje výhody, vodík ponúka niektoré jedinečné výhody. Vďaka svojej vyššej tepelnej vodivosti dosahuje vodík najlepší prenos tepla z plameňa na častice prášku, napriek tomu, že má celkovo nižšiu teplotu plameňa ako uhľovodíky. Nadbytočný vodík v plameni tiež vytvára redukčnú atmosféru, ktorá znižuje produkciu oxidov. Pretože stechiometrické reaktanty vodíka a kyslíka úplne horia, nespálené zvyšky sa neukladajú na povlak. Ako najľahší plyn s najvyššou rýchlosťou zvukových vlastností má vodík najvyššiu potenciálnu rýchlosť častíc – čo umožňuje vyššiu adhéziu častíc. Navyše v zime nepotrebujete vyhrievacie podložky, aby ste zabezpečili dostatočný prísun paliva do kabíny, ako to robíte pri iných palivách.
V kvapalnom stave má dusík -195 stupňov Celzia! Vďaka tomu je jedným z najúčinnejších dostupných chladív. V závislosti od vášho procesu môže tekutý dusík zabezpečiť kontrolu teploty, skrátiť čas cyklu a zlepšiť kvalitu produktu. Dusík je tiež zelený produkt, pretože nezanecháva žiadne zvyšky a pochádza zo vzduchu, ktorý dýchame. Používa sa v mnohých priemyselných procesoch a môže byť prispôsobený na tepelné spracovanie, obrábanie, tepelné striekanie a mnoho ďalších aplikácií, ktoré majú problémy súvisiace s nadmerným teplom.
Existuje len niekoľko druhov palív na spaľovanie v tradičných systémoch HVOF (High Velocity Oxy-Fuel), tj vodík, kerozín, metán (zemný plyn), propán a propylén. Zatiaľ čo každé palivo má určité výhody, vodík ponúka niekoľko jedinečných výhod:
Okrem toho môže byť vodík dodávaný pri dostatočnom tlaku v rúrkach a nádržiach na hromadnú kvapalinu, ktoré nevyžadujú vyhrievacie podložky počas zimných mesiacov, aby sa zabezpečil dostatočný prietok paliva do vášho stánku HVOF.
