Cela dépend de la quantité et de l'emplacement de la variabilité. La variabilité des paramètres critiques de recuit - température, point de rosée et composition de l'atmosphère - peut avoir un impact considérable sur la qualité du produit. Pour aider à trouver la source de la fluctuation, enregistrez les paramètres critiques du processus pendant la production - des écarts de température plus importants que la normale peuvent affecter la croissance du grain, la dureté et la ductilité. Vous pouvez alors établir une corrélation entre les résultats de mauvaise qualité et les tendances des données et identifier ce qui peut être à l'origine du changement de propriétés.
L'installation d'un système de contrôle des procédés pour surveiller et contrôler ces variables peut vous aider à réduire la variabilité. Un petit investissement dans la technologie de contrôle peut vous rapporter notablement à la fois une réduction des coûts de production et une amélioration de la qualité. L'expertise de nos ingénieurs commerciaux est à votre disposition pour vous aider à la fois à améliorer la régularité de vos processus et à réaliser des économies..
Les composants en acier au carbone ont été systématiquement recuits ou traités thermiquement dans des atmosphères à base d'azote et d'hydrogène pour soulager la contrainte, modifier la microstructure et / ou améliorer l'apparence de la surface depuis plusieurs années. Le débit et la composition de l'atmosphère à utiliser pour le recuit des composants dans les fours sont généralement déterminés par une approche par essais et erreurs.
Bien que la composition de l'atmosphère azote-hydrogène introduite dans un four ne change pas avec le temps, le véritable potentiel de réduction ou d'oxydation de l'atmosphère à l'intérieur du four change continuellement avec le temps en raison de fuites et de courants d'air dans le four, de la désorption d'impuretés telles que l'humidité de la surface des composants ou de la décomposition du lubrifiant présent à la surface des composants recuits.
Toutes les nuances d'acier inoxydable sont des alliages à base de fer avec des pourcentages importants de chrome. En général, les aciers inoxydables contiennent moins de 30 % de chrome et plus de 50 % de fer. Leurs caractéristiques inoxydables sont issues de la formation d'un film de surface d'oxyde de chrome invisible, adhérent, protecteur et auto-cicatrisant (Cr₂O₃). Alors que les aciers inoxydables résistent à la rouille à température ambiante, ils sont susceptibles de se décolorer par oxydation à des températures élevées en raison de la présence de chrome et d'autres alliages tels que le titane et le molybdène.
Les facteurs qui contribuent à une oxydation accrue comportent des points de rosée élevés, une forte teneur en oxygène et des oxydes de plomb, de bore et des nitrures en surface. Pour les aciers inoxydables brillants, en fonction de leur composition, les traiter dans une atmosphère très réductrice avec un point de rosée inférieur à -40°C et un minimum de 25% d'hydrogène.
La couleur verte que vous voyez sur les pièces en acier inoxydable est l'oxyde de chrome (Cr₂O₃). Il se forme lorsqu'il y a trop d'oxygène et / ou d'humidité dans l'atmosphère du four, ce qui est généralement causé par une fuite d'eau, une mauvaise étanchéité de l'atmosphère ou des débits trop faibles de gaz atmosphérique. Une couleur vert-marron foncé indique des niveaux significatifs d'oxygène libre à l'intérieur du four provenant d'une fuite d'air importante.
En plus du test traditionnel de l'acier et du cuivre, certaines entreprises font passer un morceau d'acier inoxydable dans le four pour vérifier les niveaux élevés d'humidité et d'oxygène. Le moyen le plus efficace et le plus précis de mesurer l'humidité et les niveaux d'oxygène est d'installer un analyseur d'oxygène et un indicateur de point de rosée. Il est peu coûteux et très précis. Si un film d'oxyde vert se forme sur vos pièces en acier inoxydable, cela indique que le four ou l'atmosphère n'est pas optimisé.
La dézincification est généralement définie comme la lixiviation du zinc des alliages de cuivre dans une solution aqueuse. Dans le traitement thermique des cuivres (et autres alliages contenant du zinc), la dézincification est l'élimination du zinc du substrat métallique pendant les procédés thermiques, comme le brasage et le recuit, généralement en raison de la très faible pression de vapeur du zinc dans les alliages. La dézincification peut entraîner un époussetage excessif du four, des vapeurs de zinc alliées à d'autres métaux et, dans les cas extrêmes, une perte des propriétés de l'alliage.
Bien que l'élimination de la dézincification ne soit pas toujours possible, elle peut être réduite lors du traitement thermique. Le contrôle à la fois de la température, du temps passé à température et du potentiel de réduction de l'atmosphère du four peut aider à minimiser la dézincification et à améliorer votre traitement thermique. Cependant, cela peut être un défi de comprendre les variables à modifier. Les spécialistes de l'industrie chez Air Products, expérimentés dans le traitement thermique, peuvent vous aider à identifier les variables à réguler pour réduire les coûts et améliorer la productivité en minimisant la dézincification.
Un recuit brillant des aciers nécessite des conditions qui se réduisent en oxydes d'acier. Traditionnellement, le diagramme d'Ellingham était utilisé pour anticiper les conditions qui correspondent à l'oxydation des métaux purs ou à la réduction de leurs oxydes. Cette méthode peut être utilisée pour prédire les conditions qui devraient être réduites en oxydes de fer et les oxydes des éléments d'alliage ajoutés aux aciers, tels que l'oxyde de chrome lorsque les aciers inoxydables sont concernés.. Cette approche traditionnelle n'est pas précise car elle utilise uniquement des données thermodynamiques pour les métaux purs et leurs oxydes - elle ignore le fait que le fer et les éléments d'alliage forment une solution solide. De plus, vous ne pouvez déterminer que le rapport de pression partielle d'équilibre approximatif entre l'hydrogène et la vapeur d'eau pour l'oxydation d'un métal spécifique à une température particulière.
Vous pouvez également utiliser des schémas plus précis et plus pratiques pour les aciers et autres alliages, créés à l'aide de bases de données et de programmes informatiques modernes, tels que FactSage.™ (logiciel thermochimique et base de données développés conjointement par Thermfact / CRCT et GTT-Technologies) ou le logiciel Thermo-Calc. A l'aide des courbes d'oxydoréduction, présentées sous la forme d'un point de rosée de l'hydrogène pur ou d'atmosphères azote-hydrogène en fonction de la température, vous pouvez sélectionner rapidement l'atmosphère pour le recuit des aciers sans formation d'oxydes. Le diagramme de la Figure 1 a été calculé à l'aide de FactSage. Ce diagramme montre que les courbes d'oxydoréduction pour les systèmes Fe-18 % Cr et Fe-18 % Cr-8 % Ni représentant les aciers inoxydables sont supérieures aux courbes Cr / Cr₂O₃ correspondantes. Pour les alliages (par ex. Les aciers), vous pouvez obtenir des calculs plus précis en utilisant les données thermodynamiques des substances pures (métaux et oxydes purs) et des bases de données de solutions. De tels schémas peuvent être produits spécifiquement pour les aciers d'intérêt et la variété des compositions d'atmosphère.
Ces méthodes peuvent vous aider à dépanner et à optimiser votre opération de recuit en équilibrant la consommation d'hydrogène et la qualité du produit.
Figure 1:
Les gaz industriels (comme l'azote, l'hydrogène et l'argon) pour les atmosphères de four se caractérisent par leur très haute pureté (> 99,995 %). Les niveaux d'impuretés typiques sont beaucoup moins de 10 parties par million par volume (ppmv) d'oxygène et moins de 3 ppmv d'humidité (<- 65 ° C point de rosée). Cette pureté est généralement adaptée à de nombreux processus impliquant un large éventail de matériaux. Cependant, en raison de leur grande réactivité, certains matériaux peuvent nécessiter une purification supplémentaire pour atteindre des niveaux d'impuretés encore plus faibles, en particulier avec les gaz fournis par des modes d'approvisionnements en vrac ou par remorque tubulaire. Certaines installations installent des purificateurs en ligne comme précaution supplémentaire contre les impuretés provenant de la conduite. La purification en ligne implique généralement l'élimination de l'oxygène et de l'humidité. Parfois, avec l’alimentation en argon, il est nécessaire d’éliminer les traces d’impuretés d’azote. Le choix du purificateur dépend du gaz et du type et de la quantité d'impuretés à éliminer.
Les débitmètres doivent être correctement dimensionnés pour chaque application, type de gaz, pression de gaz et plage de fonctionnement. Tout d'abord, assurez-vous que votre débitmètre est étalonné pour la densité du gaz que vous mesurez. Vérifiez l'étiquette ou le tube en verre du débitmètre ou appelez le fabricant pour en être sûr. Deuxièmement, faire fonctionner le débitmètre uniquement à la pression pour laquelle il a été étalonné. Par exemple, un débitmètre à section variable étalonné pour 5,5 bar et affichant 28,3 m³ / h ne produira réellement que 21,5 m³ / h s'il fonctionne à 2,8 bar. Il s'agit d'une erreur de 24 % ! Troisièmement, pour une meilleure précision et pour permettre un réglage, dimensionnez le débitmètre de façon à ce que votre débit normal se situe entre 30 et 70 % de la pleine échelle. Ces trois étapes vous permettront de contrôler vos flux de gaz et, en fin de compte, votre processus.
Traditionnellement, les bouteilles de gaz sous haute pression constituaient le mode d'approvisionnement pour les utilisateurs de faibles volumes. Cela a rendu les entreprises vulnérables aux risques de sécurité associés au déplacement des bouteilles et à l'exposition à la haute pression. Le regroupement en un système microbulk centralisé élimine le besoin de manipuler les bouteilles et réduit le risque de mélange des produits. Les autres avantages incluent une exposition réduite aux conteneurs haute pression et une congestion routière réduite avec des livraisons moins fréquentes des fournisseurs. Air Products a développé l'option d'approvisionnement microbulk comme alternative rentable et fiable aux bouteilles haute pression pour l'approvisionnement en azote, argon, oxygène et dioxyde de carbone. En plus de systèmes de stockage efficaces et flexibles, des solutions de tuyauterie innovantes sont disponibles pour vous aider à passer facilement des bouteilles aux microbulk.
Dans le brasage au four, cette tendance de la charge de cuivre fondu à éclater et à s'étendre est généralement causée par l'un des quatre facteurs suivants :
Etant donné que le potentiel réducteur d'une atmosphère de four à hydrogène est défini par le rapport du pH₂O, la première réponse qui vient à l'esprit de la plupart des gens est « oui ». Et, dans certains cas, ils sont corrects. Des valeurs de point de rosée plus basses (pH inférieur à O2) conduisent à des conditions plus réductrices et, dans de nombreux cas, à de meilleures performances d'atmosphère du four. Cependant, dans certaines situations, ce n'est pas toujours le cas. Par exemple, les atmosphères des fours à bande à hydrogène où le point de rosée peut atteindre des valeurs inférieures à –45 ° C ou même –50 ° C dans certaines conditions. Le potentiel réducteur de cette atmosphère est plus que suffisant pour les pièces usinées, mais il peut entraîner des conditions de réduction inutilement fortes qui réduisent la durée de vie du tapis. Un autre exemple pourrait être une atmosphère de brasage trop réductrice et sujette à un flux de brasage excessif. Le nouveau système d'humidification de l'atmosphère d'Air Products permet des ajouts d'humidité précis et constants dans l'atmosphère des fours pour une quantité d'humidité juste suffisante afin d'améliorer la durée de vie des courroies et/ou le flux de brasage tout en maintenant des conditions de réduction adéquates pour les opérations de frittage ou de brasage effectuées
La dézincification est généralement définie comme la lixiviation du zinc des alliages de cuivre dans une solution aqueuse. Dans le traitement thermique des cuivres (et autres alliages contenant du zinc), la dézincification est l'élimination du zinc du substrat métallique pendant les procédés thermiques, comme le brasage et le recuit, généralement en raison de la très faible pression de vapeur du zinc dans les alliages. La dézincification peut entraîner un époussetage excessif du four, des vapeurs de zinc alliées à d'autres métaux et, dans les cas extrêmes, une perte des propriétés de l'alliage.
Bien que l'élimination de la dézincification ne soit pas toujours possible, elle peut être réduite lors du traitement thermique. Le contrôle à la fois de la température, du temps passé à température et du potentiel de réduction de l'atmosphère du four peut aider à minimiser la dézincification et à améliorer votre traitement thermique. Cependant, cela peut être un défi de comprendre les variables à modifier. Les spécialistes de l'industrie chez Air Products, expérimentés dans le traitement thermique, peuvent vous aider à identifier les variables à réguler pour réduire les coûts et améliorer la productivité en minimisant la dézincification.
Toutes les nuances d'acier inoxydable sont des alliages à base de fer avec des pourcentages importants de chrome. En général, les aciers inoxydables contiennent moins de 30 % de chrome et plus de 50 % de fer. Leurs caractéristiques en acier inoxydable proviennent de la formation d'un film superficiel en oxyde de chrome (Cr₂O₃) invisible, adhérent, protecteur et autocicatrisant. Alors que les aciers inoxydables résistent à la rouille à température ambiante, ils sont susceptibles de se décolorer par oxydation à des températures élevées en raison de la présence de chrome et d'autres alliages tels que le titane et le molybdène.
Les facteurs qui contribuent à une oxydation accrue comportent des points de rosée élevés, une forte teneur en oxygène et des oxydes de plomb, de bore et des nitrures en surface. Pour les aciers inoxydables brillants, les traiter dans une atmosphère hautement réductrice avec un point de rosée inférieur à –40 ° C et un minimum de 25 % d'hydrogène.
Pour le frittage et le brasage d'atmosphères dans un four à bande continue avec des extrémités ouvertes, vous devez suivre la norme EN 746 pour les équipements de traitement thermique industriels tels que les fours. En général, les atmosphères contenant plus de 5 % d'hydrogène plus de monoxyde de carbone et de méthane (au total, alors que la teneur en méthane doit être inférieure à 1 %) dans l'azote sont considérées comme inflammables. En fait, toute atmosphère mixte - même si elle contient moins de 5% de composants combustibles - est considérée comme "indéterminée" et doit être traitée comme si elle était inflammable, en particulier à des températures de four plus élevées mais en dessous du point d'auto-inflammation.
La norme EN 746-3 vous recommande de respecter les conditions suivantes avant d'introduire une atmosphère inflammable ou indéterminée dans le four :
Cela dépend de votre processus. Les atmosphères à base d'azote pour le traitement des métaux ont fait leurs preuves depuis de nombreuses années, et en raison de l'énorme éventail d'exigences dans les fours pour divers matériaux et besoins de surface, l'utilisation de mélanges de gaz est maintenant une norme de l'industrie. Différents produits peuvent tolérer des concentrations différentes de composants oxydants dans l'atmosphère du four en raison de composants réducteurs ou réactifs supplémentaires dans le mélange. Pour cette raison, l'utilisation d'azote, produit sur site avec des quantités résiduelles d'oxygène, peut être tolérée. En comprenant vos niveaux de tolérance à l'oxygène, nous pouvons vous aider à réduire vos coûts.
Un simple test de cuivre / acier permet de différencier l'oxydation par de l'air (O₂) ou de l'eau (H₂O). Le test est effectué en envoyant un morceau de bande de cuivre propre et brillante à côté d'un morceau de bande d'acier au carbone propre dans le four; Il s'agit d'observer l'oxydation sur chaque coupon de test. Veillez à maintenir la température du four en dessous de 1 080 ° C, point de fusion du cuivre. La bande d'acier se décolore ou s'oxyde si l'atmosphère présente une fuite d'air ou d'eau ; cependant, la bande de cuivre ne s'oxyde que s'il y a une fuite d'air. Vous pouvez utiliser ce test pour les atmosphères à base d'azote comme l'ammoniaque endothermique ou dissocié. Et cela peut se faire sans analyseur d’oxygène ou de point de rosée.
Oui, toute fuite dans une conduite de gaz haute pureté sous pression peut provoquer une oxydation intermittente. Il existe plusieurs causes possibles. La première est la rétrodiffusion : le mouvement des impuretés de l'air ambiant vers une conduite de gaz à haute pression et à faible impureté. Ceci est déterminé par les gradients de concentration, et non par les gradients de pression, et s'aggrave avec les changements de débit, de pression ou de température de la tuyauterie.
Les spécialistes Air Products peuvent vous aider à déterminer la cause de votre problème. Etant donné que l'oxydation est intermittente, vous devez surveiller en permanence la fuite de votre conduite d'alimentation en azote à l'aide d'un analyseur de traces d'oxygène. Pour les conduites de gaz combustible, un détecteur de gaz combustible peut également être utilisé. Une fois que les impuretés sont trouvées, la source de la fuite peut être identifiée à l'aide de diverses techniques, y compris les tests de bulles de savon, les tests de pression statique ou la spectrométrie de masse à l'hélium. Des fuites se produisent souvent dans les fissures de soudure, les joints mécaniques, les garnitures de vannes et les raccords desserrés.
Dans l'atmosphère des pièces carburées, en particulier les charges en vrac, des variations de dureté de surface peuvent apparaître. Il s'agit d'un problème courant déclenché par une circulation insuffisante de l'atmosphère à l'intérieur de la chambre du four et à travers la charge. Chez Air Products, nos capacités de modélisation du débit atmosphérique nous permettent de simuler et de comprendre ces obstacles techniques. Nos experts techniques peuvent travailler avec vous pour trouver la meilleure façon de modifier la configuration de la charge, améliorant ainsi les résultats de carburation.
La carburation et les autres atmosphères de contrôle du carbone ont besoin d'une source de CO pour faciliter la diffusion du carbone dans la surface du métal. L'une des sources est la génération d'atmosphère endothermique, dans laquelle l'air et le gaz naturel réagissent dans un générateur externe pour former un gaz composé de 20 % de CO, de 40 % d'H₂ et de 40 % de N₂, avec des traces de CO₂ et d'humidité.
Une autre source de CO est l'introduction d'un mélange de 40% d'azote et de 60% de méthanol dans le four, qui forme un gaz de même composition produit de manière endothermique. La chaleur du four dissocie le méthanol (CH₃OH) en CO et H₂, qui se mélange ensuite à l'azote. Voici comment calculer la quantité de méthanol nécessaire. Pour 10 m³ / h d’atmosphère, par exemple, 40 % ou 4 m³ / h correspond à de l’azote, selon les rapports ci-dessus. Les 60 % restants, soit 6 m³ / h, seront constitués de méthanol dissocié. Etant donné qu'un litre de méthanol se dissocie dans environ 1,67 m³ de gaz, il faut 3,6 l / h de méthanol pour obtenir les 6 m³ / h d'atmosphère nécessaires.
Les réfractaires sont influencés par les atmosphères de plusieurs manières. Bien qu’ils soient stables à température ambiante, un certain nombre d’oxydes sont réduits en présence d’hydrogène ou de carbone libre à des températures élevées, ce qui réduit leur durée de vie. Le processus du client et la production souhaitée déterminent l'atmosphère de conception. Cependant, la cristallographie du matériau céramique aura un impact majeur sur sa résistance à cette atmosphère. En comprenant les effets des gaz atmosphériques sur les réfractaires et en sélectionnant des réfractaires plus stables aux températures de fonctionnement et en présence de gaz spécifiques, vous pouvez améliorer les performances de votre four. Les ingénieurs d'Air Products peuvent collaborer avec vous pour optimiser votre processus.
C'est une question qui revient fréquemment. Lors du dépannage de l'oxydation dans une atmosphère de four continue, il est important de mesurer le niveau d'oxygène et le point de rosée. Voici pourquoi.
Le point de rosée est une mesure de la teneur en humidité d'un gaz et correspond à la température à laquelle la vapeur d'eau dans un gaz d'échantillonnage commence à se condenser. La concentration en oxygène est simplement une mesure de la pression partielle de l'oxygène.
Lorsqu'un échantillon de gaz est extrait de la zone chaude d'un four à des fins d'analyse, des gaz réactifs tels que H₂, CO ou CᵧHᵧ se sont déjà combinés avec de l'oxygène présent pour produire de l'humidité et d'autres composants gazeux. Par conséquent, en fonction de la température du four et de la façon dont l'échantillon est obtenu, votre analyseur affiche souvent un faible niveau d'oxygène. Dans la plupart des applications, un faible niveau d'oxygène et un point de rosée bas sont nécessaires pour contrôler le processus et empêcher l'oxydation.
Lors de la vérification d'un four en continu, l'oxydation dans la section de préchauffage a un aspect mat ou givré et est généralement causée par une infiltration d'air provenant de l'entrée du four. de la vérification d'un four continu, l'oxydation dans la section de préchauffage a un aspect mat ou givré et est généralement causée par l'infiltration d'air de l'entrée du four. L'oxydation de la zone chaude peut entraîner l'écaillage ou la formation de cloques. Ceci est généralement dû à des niveaux élevés d'humidité ou d'oxygène dus à un mauvais équilibre de l'atmosphère ou à des fuites d'eau / d'air dans la zone de refroidissement. L'oxydation de la zone de refroidissement se traduit généralement par une décoloration lisse, parfois brillante. Une mauvaise conception du rideau, une vitesse excessive de la bande, des fuites d'eau ou des débits insuffisants dans l'atmosphère sont des causes possibles..
Dans les fours discontinus, commencez par identifier l'oxydant à l'origine du problème. L'écoulement d'azote et la mesure des niveaux d'oxygène et d'humidité peuvent donner une indication sur l'oxydant en cause. Ensuite, un examen des sources de fuite typiques, comme les joints, les raccords, les unions et les joints soudés, permet généralement de découvrir la source de la fuite.
Les programmes de qualité qui nécessitent des informations sur la façon dont vous traitez une pièce pour vos clients sont de plus en plus courants. Comprendre les variables que vous contrôlez et l'effet qu'elles ont sur vos pièces est une étape importante pour commencer cet effort. Les variables telles que la température, la durée, le débit et la composition de l'atmosphère et la consommation des services publics sont de bons points de départ pour le suivi.
Un système de surveillance facilite cette tâche au quotidien et augmente la précision des données enregistrées. Les contrôles de l'atmosphère et l'intelligence des procédés d'Air Products automatisent la surveillance et la collecte des données et offrent des avantages supplémentaires tels que la surveillance à distance de votre procédé, l'émission d'alarmes pour signaler les problèmes et la génération de rapports personnalisés pour la documentation client. Nos ingénieurs vous aident à déterminer les variables qu'il est important de surveiller, puis à personnaliser un système qui correspond à la fois à vos spécifications et à celles de vos clients.
Des avantages tels que la réduction des déchets, l'élimination de la collecte manuelle des données, la résolution rapide des problèmes et l'amélioration de la qualité des produits peuvent améliorer votre relation client et améliorer vos résultats.
En un mot, oui. Vous pouvez réduire vos coûts et vos déchets en passant d'une atmosphère générée, telle que de l'ammoniaque endothermique ou dissocié, à une atmosphère synthétique d'azote / hydrogène.
Voici comment :
L'utilisation d'un système d'atmosphère à base d'azote présente de nombreux avantages, notamment :
La dilution d'azote-DA peut être une alternative économique au DA 100 %. Comme de nombreux matériaux en cours de traitement ne nécessitent pas 75 % d'hydrogène dans le DA, vous pouvez réduire le coût de votre atmosphère en utilisant de l'azote moins coûteux pour diluer votre DA. L'utilisation de l'azote offre également un moyen économique de purge, en plus d'un coût moindre pour le fonctionnement au ralenti des fours. De plus, l'utilisation d'hydrogène transporté avec de l'azote pour remplacer le DA peut être rentable et éliminer complètement l'ammoniac, un gaz toxique et plus coûteux.
Les ingénieurs d'application d'Air Products peuvent vous aider à comparer les coûts de l'atmosphère et vous recommander des moyens de réduire la consommation d'atmosphère afin de réduire davantage votre coût total.
L'oxygène de l'air peut diffuser ou infiltrer votre four par l'avant et les extrémités de sortie, provoquant des problèmes tels que l'oxydation, la décarburation, le sous-frittage ou une qualité de brasage inadéquate. Voici quelques méthodes pour réduire l'infiltration d'oxygène:
Toutes les nuances d'acier inoxydable sont des alliages à base de fer avec des pourcentages importants de chrome. En général, les aciers inoxydables contiennent moins de 30 % de chrome et plus de 50 % de fer. Leurs caractéristiques en acier inoxydable proviennent de la formation d'un film superficiel en oxyde de chrome (Cr₂O₃) invisible, adhérent, protecteur et autocicatrisant. Alors que les aciers inoxydables résistent à la rouille à température ambiante, ils sont susceptibles de se décolorer par oxydation à des températures élevées en raison de la présence de chrome et d'autres alliages tels que le titane et le molybdène.
Les facteurs qui contribuent à une oxydation accrue comportent des points de rosée élevés, une forte teneur en oxygène et des oxydes de plomb, de bore et des nitrures en surface. Pour les aciers inoxydables brillants, les traiter dans une atmosphère hautement réductrice avec un point de rosée inférieur à –40 ° C et un minimum de 25 % d'hydrogène.
C'est une question qui revient fréquemment. Lors du dépannage de l'oxydation dans une atmosphère de four continue, il est important de mesurer le niveau d'oxygène et le point de rosée. Voici pourquoi.
Le point de rosée est une mesure de la teneur en humidité d'un gaz et correspond à la température à laquelle la vapeur d'eau dans un gaz d'échantillonnage commence à se condenser. La concentration en oxygène est simplement une mesure de la pression partielle de l'oxygène.
Lorsqu'un échantillon de gaz est extrait de la zone chaude d'un four à des fins d'analyse, des gaz réactifs tels que H₂, CO ou CᵧHᵧ se sont déjà combinés avec de l'oxygène présent pour produire de l'humidité et d'autres composants gazeux. Par conséquent, en fonction de la température du four et de la façon dont l'échantillon est obtenu, votre analyseur affiche souvent un faible niveau d'oxygène. Dans la plupart des applications, un faible niveau d'oxygène et un point de rosée bas sont nécessaires pour contrôler le processus et empêcher l'oxydation.
Les débitmètres doivent être correctement dimensionnés pour chaque application, type de gaz, pression de gaz et plage de fonctionnement. Tout d'abord, assurez-vous que votre débitmètre est étalonné pour la densité du gaz que vous mesurez. Vérifiez l'étiquette ou le tube en verre du débitmètre ou appelez le fabricant pour en être sûr. Deuxièmement, faire fonctionner le débitmètre uniquement à la pression pour laquelle il a été étalonné. Par exemple, un débitmètre à section variable étalonné pour 5,5 bar et affichant 28,3 m³ / h ne produira réellement que 21,5 m³ / h s'il fonctionne à 2,8 bar. Il s'agit d'une erreur de 24 % ! Troisièmement, pour une meilleure précision et pour permettre un réglage, dimensionnez le débitmètre de façon à ce que votre débit normal se situe entre 30 et 70 % de la pleine échelle. Ces trois étapes vous permettront de contrôler vos flux de gaz et, en fin de compte, votre processus.
Traditionnellement, les bouteilles de gaz sous haute pression constituaient le mode d'approvisionnement pour les utilisateurs de faibles volumes. Cela a rendu les entreprises vulnérables aux risques de sécurité associés au déplacement des bouteilles et à l'exposition à la haute pression. Le regroupement en un système microbulk centralisé élimine le besoin de manipuler les bouteilles et réduit le risque de mélange des produits. Les autres avantages incluent une exposition réduite aux conteneurs haute pression et une congestion routière réduite avec des livraisons moins fréquentes des fournisseurs. Air Products a développé l'option d'approvisionnement microbulk comme alternative rentable et fiable aux bouteilles haute pression pour l'approvisionnement en azote, argon, oxygène et dioxyde de carbone. En plus de systèmes de stockage efficaces et flexibles, des solutions de tuyauterie innovantes sont disponibles pour vous aider à passer facilement des bouteilles aux microbulk.
Les débitmètres doivent être correctement dimensionnés pour chaque application, type de gaz, pression de gaz et plage de fonctionnement. Tout d'abord, assurez-vous que votre débitmètre est étalonné pour la densité du gaz que vous mesurez. Vérifiez l'étiquette ou le tube en verre du débitmètre ou appelez le fabricant pour en être sûr. Deuxièmement, faire fonctionner le débitmètre uniquement à la pression pour laquelle il a été étalonné. Par exemple, un débitmètre à section variable étalonné pour 5,5 bar et affichant 28,3 m³ / h ne produira réellement que 21,5 m³ / h s'il fonctionne à 2,8 bar. Il s'agit d'une erreur de 24 % ! Troisièmement, pour une meilleure précision et pour permettre un réglage, dimensionnez le débitmètre de façon à ce que votre débit normal se situe entre 30 et 70 % de la pleine échelle. Ces trois étapes vous permettront de contrôler vos flux de gaz et, en fin de compte, votre processus.
Les gaz industriels (comme l'azote, l'hydrogène et l'argon) pour les atmosphères de four se caractérisent par leur très haute pureté (> 99,995 %). Les niveaux d'impuretés typiques sont beaucoup moins de 10 parties par million par volume (ppmv) d'oxygène et moins de 3 ppmv d'humidité (<- 65 ° C point de rosée). Cette pureté est généralement adaptée à de nombreux processus impliquant un large éventail de matériaux. Cependant, en raison de leur grande réactivité, certains matériaux peuvent nécessiter une purification supplémentaire pour atteindre des niveaux d'impuretés encore plus faibles, en particulier avec les gaz fournis par des modes d'approvisionnements en vrac ou par remorque tubulaire. Certaines installations installent des purificateurs en ligne comme précaution supplémentaire contre les impuretés provenant de la conduite. La purification en ligne implique généralement l'élimination de l'oxygène et de l'humidité. Parfois, avec l’alimentation en argon, il est nécessaire d’éliminer les traces d’impuretés d’azote. Le choix du purificateur dépend du gaz et du type et de la quantité d'impuretés à éliminer.
Il y a de nombreux aspects pour un panneau de contrôle de débit pour lesquels un entretien périodique est nécessaire afin d'assurer un fonctionnement correct, et en toute sécurité. Vous devez vérifier le fonctionnement des solénoïdes pour vérifier que le flux de gaz combustible s'arrête automatiquement et que la purge de gaz inerte se met automatiquement en marche comme prévu. Ils doivent être testés conformément à la fréquence d'entretien recommandée, généralement tous les six mois. De plus, vous devez reconstruire les solénoïdes si nécessaire. Il est également important de vérifier le point de consigne du programmateur de purge pour confirmer qu'il est capable de purger correctement le four. Vous devez également vérifier les points de consigne des alarmes de débit faible sur la purge du gaz inerte et les débits de procédé. Ce ne sont là que quelques-uns des éléments qui doivent être examinés régulièrement.
Un simple test de cuivre / acier permet de différencier l'oxydation par de l'air (O₂) ou de l'eau (H₂O). Le test est effectué en envoyant un morceau de bande de cuivre propre et brillante à côté d'un morceau de bande d'acier au carbone propre dans le four; Il s'agit d'observer l'oxydation sur chaque coupon de test. Veillez à maintenir la température du four en dessous de 1 080 ° C, point de fusion du cuivre. La bande d'acier se décolore ou s'oxyde si l'atmosphère présente une fuite d'air ou d'eau ; cependant, la bande de cuivre ne s'oxyde que s'il y a une fuite d'air. Vous pouvez utiliser ce test pour les atmosphères à base d'azote comme l'ammoniaque endothermique ou dissocié. Et cela peut se faire sans analyseur d’oxygène ou de point de rosée.
Lors de la vérification d'un four en continu, l'oxydation dans la section de préchauffage a un aspect mat ou givré et est généralement causée par une infiltration d'air provenant de l'entrée du four. de la vérification d'un four continu, l'oxydation dans la section de préchauffage a un aspect mat ou givré et est généralement causée par l'infiltration d'air de l'entrée du four. L'oxydation de la zone chaude peut entraîner l'écaillage ou la formation de cloques. Ceci est généralement dû à des niveaux élevés d'humidité ou d'oxygène dus à un mauvais équilibre de l'atmosphère ou à des fuites d'eau / d'air dans la zone de refroidissement. L'oxydation de la zone de refroidissement se traduit généralement par une décoloration lisse, parfois brillante. Une mauvaise conception du rideau, une vitesse excessive de la bande, des fuites d'eau ou des débits insuffisants dans l'atmosphère sont des causes possibles..
Dans les fours discontinus, commencez par identifier l'oxydant à l'origine du problème. L'écoulement d'azote et la mesure des niveaux d'oxygène et d'humidité peuvent donner une indication sur l'oxydant en cause. Ensuite, un examen des sources de fuite typiques, comme les joints, les raccords, les unions et les joints soudés, permet généralement de découvrir la source de la fuite.
En un mot, oui. Vous pouvez réduire vos coûts et vos déchets en passant d'une atmosphère générée, telle que de l'ammoniaque endothermique ou dissocié, à une atmosphère synthétique d'azote / hydrogène.
Voici comment :
L'utilisation d'un système d'atmosphère à base d'azote présente de nombreux avantages, notamment :
L'oxygène de l'air peut diffuser ou infiltrer votre four par l'avant et les extrémités de sortie, provoquant des problèmes tels que l'oxydation, la décarburation, le sous-frittage ou une qualité de brasage inadéquate. Voici quelques méthodes pour réduire l'infiltration d'oxygène:
C'est une question qui revient fréquemment. Lors du dépannage de l'oxydation dans une atmosphère de four continue, il est important de mesurer le niveau d'oxygène et le point de rosée. Voici pourquoi.
Le point de rosée est une mesure de la teneur en humidité d'un gaz et correspond à la température à laquelle la vapeur d'eau dans un gaz d'échantillonnage commence à se condenser. La concentration en oxygène est simplement une mesure de la pression partielle de l'oxygène.
Lorsqu'un échantillon de gaz est extrait de la zone chaude d'un four à des fins d'analyse, des gaz réactifs tels que H₂, CO ou CᵧHᵧ se sont déjà combinés avec de l'oxygène présent pour produire de l'humidité et d'autres composants gazeux. Par conséquent, en fonction de la température du four et de la façon dont l'échantillon est obtenu, votre analyseur affiche souvent un faible niveau d'oxygène. Dans la plupart des applications, un faible niveau d'oxygène et un point de rosée bas sont nécessaires pour contrôler le processus et empêcher l'oxydation.
Oui, toute fuite dans une conduite de gaz haute pureté sous pression peut provoquer une oxydation intermittente. Il existe plusieurs causes possibles. La première est la rétrodiffusion : le mouvement des impuretés de l'air ambiant vers une conduite de gaz à haute pression et à faible impureté. Ceci est déterminé par les gradients de concentration, et non par les gradients de pression, et s'aggrave avec les changements de débit, de pression ou de température de la tuyauterie.
Les spécialistes Air Products peuvent vous aider à déterminer la cause de votre problème. Etant donné que l'oxydation est intermittente, vous devez surveiller en permanence la fuite de votre conduite d'alimentation en azote à l'aide d'un analyseur de traces d'oxygène. Pour les conduites de gaz combustible, un détecteur de gaz combustible peut également être utilisé. Une fois que les impuretés sont trouvées, la source de la fuite peut être identifiée à l'aide de diverses techniques, y compris les tests de bulles de savon, les tests de pression statique ou la spectrométrie de masse à l'hélium. Des fuites se produisent souvent dans les fissures de soudure, les joints mécaniques, les garnitures de vannes et les raccords desserrés.
Toutes les nuances d'acier inoxydable sont des alliages à base de fer avec des pourcentages importants de chrome. En général, les aciers inoxydables contiennent moins de 30 % de chrome et plus de 50 % de fer. Leurs caractéristiques en acier inoxydable proviennent de la formation d'un film superficiel en oxyde de chrome (Cr₂O₃) invisible, adhérent, protecteur et autocicatrisant. Alors que les aciers inoxydables résistent à la rouille à température ambiante, ils sont susceptibles de se décolorer par oxydation à des températures élevées en raison de la présence de chrome et d'autres alliages tels que le titane et le molybdène.
Les facteurs qui contribuent à une oxydation accrue comportent des points de rosée élevés, une forte teneur en oxygène et des oxydes de plomb, de bore et des nitrures en surface. Pour les aciers inoxydables brillants, les traiter dans une atmosphère hautement réductrice avec un point de rosée inférieur à –40 ° C et un minimum de 25 % d'hydrogène.
La dilution d'azote-DA peut être une alternative économique au DA 100 %. Comme de nombreux matériaux en cours de traitement ne nécessitent pas 75 % d'hydrogène dans le DA, vous pouvez réduire le coût de votre atmosphère en utilisant de l'azote moins coûteux pour diluer votre DA. L'utilisation de l'azote offre également un moyen économique de purge, en plus d'un coût moindre pour le fonctionnement au ralenti des fours. De plus, l'utilisation d'hydrogène transporté avec de l'azote pour remplacer le DA peut être rentable et éliminer complètement l'ammoniac, un gaz toxique et plus coûteux.
Les ingénieurs d'application d'Air Products peuvent vous aider à comparer les coûts de l'atmosphère et vous recommander des moyens de réduire la consommation d'atmosphère afin de réduire davantage votre coût total.
A l'état liquide, l'azote est à -195 degrés Celsius ! Cela en fait l'un des liquides de refroidissement les plus efficaces. En fonction de votre procédé, l'azote liquide peut contrôler la température, raccourcir la durée du cycle et améliorer la qualité du produit. L'azote est également un produit vert, car il ne laisse aucun résidu et provient de l'air que nous respirons. Il est utilisé dans de nombreux procédés industriels et peut être adapté au traitement thermique, à l'usinage, à la pulvérisation thermique et à de nombreuses autres applications qui ont des problèmes liés à l'excès de chaleur.
Cela dépend de votre processus. Les atmosphères à base d'azote pour le traitement des métaux ont fait leurs preuves depuis de nombreuses années, et en raison de l'énorme éventail d'exigences dans les fours pour divers matériaux et besoins de surface, l'utilisation de mélanges de gaz est maintenant une norme de l'industrie. Différents produits peuvent tolérer des concentrations différentes de composants oxydants dans l'atmosphère du four en raison de composants réducteurs ou réactifs supplémentaires dans le mélange. Pour cette raison, l'utilisation d'azote, produit sur site avec des quantités résiduelles d'oxygène, peut être tolérée. En comprenant vos niveaux de tolérance à l'oxygène, nous pouvons vous aider à réduire vos coûts.
Il y a de nombreux aspects pour un panneau de contrôle de débit pour lesquels un entretien périodique est nécessaire afin d'assurer un fonctionnement correct, et en toute sécurité. Vous devez vérifier le fonctionnement des solénoïdes pour vérifier que le flux de gaz combustible s'arrête automatiquement et que la purge de gaz inerte se met automatiquement en marche comme prévu. Ils doivent être testés conformément à la fréquence d'entretien recommandée, généralement tous les six mois. De plus, vous devez reconstruire les solénoïdes si nécessaire. Il est également important de vérifier le point de consigne du programmateur de purge pour confirmer qu'il est capable de purger correctement le four. Vous devez également vérifier les points de consigne des alarmes de débit faible sur la purge du gaz inerte et les débits de procédé. Ce ne sont là que quelques-uns des éléments qui doivent être examinés régulièrement.
Les débitmètres doivent être correctement dimensionnés pour chaque application, type de gaz, pression de gaz et plage de fonctionnement. Tout d'abord, assurez-vous que votre débitmètre est étalonné pour la densité du gaz que vous mesurez. Vérifiez l'étiquette ou le tube en verre du débitmètre ou appelez le fabricant pour en être sûr. Deuxièmement, faire fonctionner le débitmètre uniquement à la pression pour laquelle il a été étalonné. Par exemple, un débitmètre à section variable étalonné pour 5,5 bar et affichant 28,3 m³ / h ne produira réellement que 21,5 m³ / h s'il fonctionne à 2,8 bar. Il s'agit d'une erreur de 24 % ! Troisièmement, pour une meilleure précision et pour permettre un réglage, dimensionnez le débitmètre de façon à ce que votre débit normal se situe entre 30 et 70 % de la pleine échelle. Ces trois étapes vous permettront de contrôler vos flux de gaz et, en fin de compte, votre processus.
Traditionnellement, les bouteilles de gaz sous haute pression constituaient le mode d'approvisionnement pour les utilisateurs de faibles volumes. Cela a rendu les entreprises vulnérables aux risques de sécurité associés au déplacement des bouteilles et à l'exposition à la haute pression. Le regroupement en un système microbulk centralisé élimine le besoin de manipuler les bouteilles et réduit le risque de mélange des produits. Les autres avantages incluent une exposition réduite aux conteneurs haute pression et une congestion routière réduite avec des livraisons moins fréquentes des fournisseurs. Air Products a développé l'option d'approvisionnement microbulk comme alternative rentable et fiable aux bouteilles haute pression pour l'approvisionnement en azote, argon, oxygène et dioxyde de carbone. En plus de systèmes de stockage efficaces et flexibles, des solutions de tuyauterie innovantes sont disponibles pour vous aider à passer facilement des bouteilles aux microbulk.
Les gaz industriels (comme l'azote, l'hydrogène et l'argon) pour les atmosphères de four se caractérisent par leur très haute pureté (> 99,995 %). Les niveaux d'impuretés typiques sont beaucoup moins de 10 parties par million par volume (ppmv) d'oxygène et moins de 3 ppmv d'humidité (<- 65 ° C point de rosée). Cette pureté est généralement adaptée à de nombreux processus impliquant un large éventail de matériaux. Cependant, en raison de leur grande réactivité, certains matériaux peuvent nécessiter une purification supplémentaire pour atteindre des niveaux d'impuretés encore plus faibles, en particulier avec les gaz fournis par des modes d'approvisionnements en vrac ou par remorque tubulaire. Certaines installations installent des purificateurs en ligne comme précaution supplémentaire contre les impuretés provenant de la conduite. La purification en ligne implique généralement l'élimination de l'oxygène et de l'humidité. Parfois, avec l’alimentation en argon, il est nécessaire d’éliminer les traces d’impuretés d’azote. Le choix du purificateur dépend du gaz et du type et de la quantité d'impuretés à éliminer.
L'agrément de la production de gaz sur site implique de nombreux facteurs - le débit et la pureté de l'azote sont les plus importants. Les flux dont le débit de base est stable ou suffisant peuvent convenir parfaitement aux sites. Des schémas de débit périodiques ou irréguliers peuvent être envisagés si les volumes, la pression et la pureté sont suffisants pour permettre un stockage de gaz qui couvre les débits de pointe. En outre, plus l'exigence de pureté est faible, plus la facilité est grande, même si une pureté élevée est acceptable pour des volumes plus importants. D'autres facteurs incluent le coût de l'alimentation locale et la pression requise. Il n'y a pas de règles précises définissant quand passer d'une livraison à un site. Différentes options sur site sont disponibles pour répondre à vos besoins en azote, y compris l'adsorption modulée en pression, les membranes ou la cryogénie. Comptez sur la vaste expérience d'Air Products dans les technologies sur site pour vous aider à déterminer votre mode d'approvisionnement optimal.
La dilution d'azote-DA peut être une alternative économique au DA 100 %. Comme de nombreux matériaux en cours de traitement ne nécessitent pas 75 % d'hydrogène dans le DA, vous pouvez réduire le coût de votre atmosphère en utilisant de l'azote moins coûteux pour diluer votre DA. L'utilisation de l'azote offre également un moyen économique de purge, en plus d'un coût moindre pour le fonctionnement au ralenti des fours. De plus, l'utilisation d'hydrogène transporté avec de l'azote pour remplacer le DA peut être rentable et éliminer complètement l'ammoniac, un gaz toxique et plus coûteux.
Les ingénieurs d'application d'Air Products peuvent vous aider à comparer les coûts de l'atmosphère et vous recommander des moyens de réduire la consommation d'atmosphère afin de réduire davantage votre coût total.
A l'état liquide, l'azote est à -195 degrés Celsius ! Cela en fait l'un des liquides de refroidissement les plus efficaces. En fonction de votre procédé, l'azote liquide peut contrôler la température, raccourcir la durée du cycle et améliorer la qualité du produit. L'azote est également un produit vert, car il ne laisse aucun résidu et provient de l'air que nous respirons. Il est utilisé dans de nombreux procédés industriels et peut être adapté au traitement thermique, à l'usinage, à la pulvérisation thermique et à de nombreuses autres applications qui ont des problèmes liés à l'excès de chaleur.
Cela dépend de votre processus. Les atmosphères à base d'azote pour le traitement des métaux ont fait leurs preuves depuis de nombreuses années, et en raison de l'énorme éventail d'exigences dans les fours pour divers matériaux et besoins de surface, l'utilisation de mélanges de gaz est maintenant une norme de l'industrie. Différents produits peuvent tolérer des concentrations différentes de composants oxydants dans l'atmosphère du four en raison de composants réducteurs ou réactifs supplémentaires dans le mélange. Pour cette raison, l'utilisation d'azote, produit sur site avec des quantités résiduelles d'oxygène, peut être tolérée. En comprenant vos niveaux de tolérance à l'oxygène, nous pouvons vous aider à réduire vos coûts.
Les débitmètres doivent être correctement dimensionnés pour chaque application, type de gaz, pression de gaz et plage de fonctionnement. Tout d'abord, assurez-vous que votre débitmètre est étalonné pour la densité du gaz que vous mesurez. Vérifiez l'étiquette ou le tube en verre du débitmètre ou appelez le fabricant pour en être sûr. Deuxièmement, faire fonctionner le débitmètre uniquement à la pression pour laquelle il a été étalonné. Par exemple, un débitmètre à section variable étalonné pour 5,5 bar et affichant 28,3 m³ / h ne produira réellement que 21,5 m³ / h s'il fonctionne à 2,8 bar. Il s'agit d'une erreur de 24 % ! Troisièmement, pour une meilleure précision et pour permettre un réglage, dimensionnez le débitmètre de façon à ce que votre débit normal se situe entre 30 et 70 % de la pleine échelle. Ces trois étapes vous permettront de contrôler vos flux de gaz et, en fin de compte, votre processus.
Traditionnellement, les bouteilles de gaz sous haute pression constituaient le mode d'approvisionnement pour les utilisateurs de faibles volumes. Cela a rendu les entreprises vulnérables aux risques de sécurité associés au déplacement des bouteilles et à l'exposition à la haute pression. Le regroupement en un système microbulk centralisé élimine le besoin de manipuler les bouteilles et réduit le risque de mélange des produits. Les autres avantages incluent une exposition réduite aux conteneurs haute pression et une congestion routière réduite avec des livraisons moins fréquentes des fournisseurs. Air Products a développé l'option d'approvisionnement microbulk comme alternative rentable et fiable aux bouteilles haute pression pour l'approvisionnement en azote, argon, oxygène et dioxyde de carbone. En plus de systèmes de stockage efficaces et flexibles, des solutions de tuyauterie innovantes sont disponibles pour vous aider à passer facilement des bouteilles aux microbulk.
Il existe un certain nombre de façons de relever le défi de la trempe au gaz à haute pression dans les fours à vide - et une variété de facteurs à prendre en compte pour parvenir à la solution d'approvisionnement en gaz haute pression la plus économique.
Tout d'abord, vous devez connaître le volume de gaz de four requis pour le remblayage. Ensuite, le réservoir de pompage correspondant doit être correctement dimensionné, ce qui nécessite un équilibre entre la pression de fonctionnement maximale du réservoir et son volume interne. Cette pression du réservoir de pompage est l'un des facteurs clés qui influencent le type de système d'alimentation en gaz le mieux adapté à votre exploitation. Un autre facteur à considérer est le volume mensuel estimé de gaz que vous utiliserez, qui dépend du nombre de fois où tous les fours nécessiteront un remblayage.
Ensuite, nous examinons les options d'approvisionnement en gaz cryogénique. Les systèmes cryogéniques utilisant des réservoirs de liquide à haute pression produisent généralement la plus petite quantité de gaz évacué, mais ils sont à forte intensité capitalistique et leur pression est quelque peu limitée en raison du point critique du cryogène (c'est-à-dire que l'azote liquide est à 473 psig, soit environ 32 bars). Les réservoirs de liquide haute pression pour l'azote sont généralement standardisés à 28 bar. Les systèmes à haute pression de type discontinu utilisent des réservoirs d'alimentation en liquide sous pression standard moins coûteux (16 bars), mais peuvent avoir des pertes d'évent élevées car les réservoirs en discontinu se vident à chaque fois. Les systèmes de pompage de liquides à haute pression utilisent également des réservoirs de liquide à pression standard, avec une pompe cryogénique remplissant des bouteilles à haute pression ou des tubes d'hydrure. Ces systèmes ont une plage de pression beaucoup plus élevée (jusqu'à 300 bars) et, s'ils sont correctement spécifiés, ont des pertes d'évent relativement faibles, mais ils ont souvent le coût d'investissement global le plus élevé. Les coûts de maintenance pour chaque type de système, ainsi que le prix unitaire du gaz, doivent également être pris en compte dans le cadre d'une évaluation complète.
Les ingénieurs d'applications d'Air Products peuvent collaborer avec vous pour bien comprendre vos paramètres. Ensuite, ils peuvent vous aider à évaluer les avantages et les considérations de chaque type d'approvisionnement, afin de fournir un système optimisé pour votre exploitation.
Nous sommes de plus en plus souvent interrogés sur le dimensionnement des réservoirs de surpression pour les fours à vide. L'évolution vers une trempe plus rapide grâce à des remplissages à plus haute pression a rendu le choix du réservoir de surpression - taille et pression nominale - plus critique
Tout d'abord, vous devez déterminer la pression de fonctionnement du réservoir qui permettra d'obtenir la pression de remplissage du four et le temps nécessaire au remplissage. Il existe des compromis entre la taille du réservoir, sa pression nominale, le volume de gaz stocké et le coût du réservoir. Le système d'alimentation en gaz doit également être en mesure de fournir une pression adéquate pour remplir le réservoir. Il existe des points de rupture de niveau de pression naturels dans les systèmes d'alimentation cryogéniques standards, tels que 14 barg à partir d'un réservoir cryogénique liquide standard de 16,5 barg..
Assurez-vous que le réservoir de pompage approuvé par l'ASME est adapté à la pression que vous utilisez et qu'il est correctement protégé contre toute surpression. De plus, si vous utilisez un système d'alimentation cryogénique, assurez-vous qu'il dispose d'une alarme de basse température pour éviter la fragilisation des réservoirs de surpresseur en acier au carbone.
Un réservoir de surpresseur doit pouvoir stocker le volume de gaz approprié à un niveau de pression adéquat au-dessus de la pression de remplissage du four. Par exemple, en utilisant des lois simples sur les gaz parfaits, si 3 m³ sont nécessaires pour une pression de trempe de 5 barg (environ 72 psig), 18 m³ de gaz seraient nécessaires pour un remplissage à partir du vide complet. C'est-à-dire en supposant qu'une pression minimale de 6 bars est nécessaire pour fournir un débit adéquat pour le remblayage dans le délai souhaité. Le réservoir de pompage résultant devrait être d'environ 3 m³ avec une pression de fonctionnement minimale d'environ 12 barg (175 psig). Un réservoir avec une pression de service maximale admissible de 15 barg (PSMA) serait recommandé et la taille réelle serait basée sur le surdimensionnement souhaité. Un réservoir plus petit pourrait être utilisé avec une pression de fonctionnement beaucoup plus élevée.
Oui, toute fuite dans une conduite de gaz haute pureté sous pression peut provoquer une oxydation intermittente. Il existe plusieurs causes possibles. La première est la rétrodiffusion : le mouvement des impuretés de l'air ambiant vers une conduite de gaz à haute pression et à faible impureté. Ceci est déterminé par les gradients de concentration, et non par les gradients de pression, et s'aggrave avec les changements de débit, de pression ou de température de la tuyauterie.
Les spécialistes Air Products peuvent vous aider à déterminer la cause de votre problème. Etant donné que l'oxydation est intermittente, vous devez surveiller en permanence la fuite de votre conduite d'alimentation en azote à l'aide d'un analyseur de traces d'oxygène. Pour les conduites de gaz combustible, un détecteur de gaz combustible peut également être utilisé. Une fois que les impuretés sont trouvées, la source de la fuite peut être identifiée à l'aide de diverses techniques, y compris les tests de bulles de savon, les tests de pression statique ou la spectrométrie de masse à l'hélium. Des fuites se produisent souvent dans les fissures de soudure, les joints mécaniques, les garnitures de vannes et les raccords desserrés.
Les points de rosée élevés dans les atmosphères de frittage générées par voie endothermique sont une cause fréquente de décarburation. Ce problème peut être résolu en utilisant une atmosphère endothermique diluée à l'azote ou, mieux encore, une atmosphère azote-hydrogène contrôlée.
Les atmosphères à base d'azote sont utilisées depuis plusieurs années pour le frittage des composants en acier au carbone. Ces atmosphères sont produites et fournies en utilisant un générateur endothermique ou en mélangeant de l'azote pur avec de l'hydrogène. Il a été démontré que l'utilisation d'atmosphères azote-hydrogène produit des pièces présentant une qualité et des propriétés constantes. Cependant, il existe encore un certain nombre de fabricants de pièces en métal en poudre qui, anticipant les coûts élevés de l'hydrogène, continuent à utiliser des atmosphères générées de façon endothermique pour le frittage des composants en acier au carbone. Pour aider ces fabricants de pièces à augmenter la qualité et la consistance du produit sans augmenter substantiellement le coût global de l'atmosphère, Air Products a lancé un programme expérimental complet pour étudier le frittage de composants en acier au carbone dans des atmosphères endothermiques et endothermiques diluées à l'azote dans des conditions de fonctionnement similaires des fours de production.
Il s'agit d'une question qui revient fréquemment lors du dépannage de l'oxydation dans une atmosphère de four continu. La durée de vie de la courroie, et donc de l'acier inoxydable, prend toute son importance à cause la hausse du prix du nickel. Bien que de nombreuses variables, y compris l'alliage du tapis, la procédure initiale de rodage, le calibre des fils et le suivi, aient un impact sur la durée de vie d'un tapis en acier inoxydable, vous pouvez réaliser des améliorations considérables en ajustant l'atmosphère de frittage.
La technologie des procédés atmosphériques a été démontrée sur le terrain pour prolonger la durée de vie des courroies en acier inoxydable utilisées dans le frittage des pièces métalliques en poudre. En général, l'atmosphère fournit un revêtement d'oxyde protecteur sur le tapis en acier inoxydable tout en restant neutre en carbone pour vos pièces. La couche d'oxyde réduit le captage de carbone et d'azote et aide à maintenir les propriétés mécaniques souhaitées du tapis. Dans l'industrie, l'utilisation de cette technologie a permis de prolonger la durée de vie des courroies en acier inoxydable de 25 % à plus de 50 % sur la durée de vie généralement observée dans les atmosphères de frittage N₂-H₂. Les résultats d'une durée de vie prolongée du tapis : une maintenance réduite, moins de temps d'arrêt du four et moins de tapis à remplacer.
Nombreuses variables de traitement telles que la taille, la composition et la pureté de la poudre ; distribution des tailles ; et la teneur en carbone affectent les propriétés finales des composants frittés. Le type et la quantité de lubrifiants, la densité de compactage et les paramètres du four (température, durée à la température, taux de refroidissement et charge du tapis) influencent également les résultats finaux. La plupart de ces variables sont déterminées au cours de la phase de conception du composant.
L'atmosphère de frittage est souvent considérée comme une variable. Les propriétés de l'atmosphère peuvent varier dans le temps. Le contrôle des variables d'un système d'atmosphère peut améliorer la consistance des propriétés frittées. Les principales variables d'un système d'atmosphère sont la composition de l'atmosphère, la pureté, les débits et la distribution, la pression à l'intérieur du four, la vitesse de sortie, la stabilité (influences extérieures) et les ouvertures des portes.
Les atmosphères à base d'azote ont fait leurs preuves pour de nombreux procédés de traitement thermique au cours de nombreuses années. Ils ont été adoptés comme la norme de l'industrie en raison de leur capacité à produire la bonne composition de l'atmosphère pour garantir des pièces de haute qualité et ne produisent pas les problèmes de décarburation bien connus associés aux atmosphères générées endothermiques.
Les pièces frittées doivent sortir du four avec une finition brillante. Si ce n'est pas le cas, cela indique un problème dans votre processus. Il se peut que de l'oxygène ou de l'air s'infiltre dans le four à l'entrée principale. En outre, si le potentiel d'oxydation dans la zone de préchauffage est trop élevé, il peut provoquer une oxydation sur la surface de la pièce métallique en poudre. Cette surface oxydée se réduit au fur et à mesure que la pièce se déplace dans l'atmosphère fortement réductrice de la zone chaude, entrainant une réduction de sa finition brillante et la rendant terne et mate. En plus d'une finition émoussée, vous remarquerez peut-être une dureté de surface inférieure en raison de la décarburation de la surface résultant de l'oxydation.
Pour vous aider à résoudre ce problème, vous pouvez ajouter un rideau de flamme à l'avant du four. Le rideau doit être fixé à la porte pour couvrir entièrement l'entrée avant, et la flamme doit être dirigée vers le bas. Vous pouvez également contrôler le point de rosée dans la zone de préchauffage afin qu'il soit suffisamment oxydant pour faciliter la dés-lubrification, mais n'oxyde pas le métal.
Pour résoudre un problème de suie, vous devez d'abord identifier le type de suie. Il en existe trois types principaux : la suie adhérente ; lâche, suie granulaire ; et suie brillante ou huileuse. Tous sont associés à des hydrocarbures provenant de lubrifiants ou d'hydrocarbures enrichis. La suie adhérente ressemble à une tache et est difficile à éliminer. Il est généralement produit par pyrolyse du lubrifiant dans la zone de préchauffage. La suie meuble et granuleuse apparaît comme une neige noire sur le dessus des pièces et est produite par les vapeurs de lubrifiant dans la zone chaude. La suie brillante apparaît comme un revêtement noir uniforme sur les surfaces exposées. Le craquage catalytique du gaz naturel sur les pièces produit ce type de suie.
Une fois que le type de suie est connu, le problème peut être résolu en évaluant des facteurs tels que le débit atmosphérique, l'équilibre du débit, le point de rosée de préchauffage, la vitesse du tapis, le chargement du tapis, le profil de température, la densité de la pièce, le pourcentage de lubrifiant et l'état du four.
Pour les atmosphères de frittage et de brasage dans un four à bande continue avec des extrémités ouvertes, vous devez suivre la norme NFPA 86 pour les fours. En règle générale, les atmosphères contenant plus de 4 % d'hydrogène dans l'azote sont considérées comme inflammables. En fait, toute atmosphère mixte, même si elle contient moins de 4 % d'hydrogène, est considérée comme « indéterminée » et doit être traitée comme si elle était inflammable.
La norme NFPA 86 vous recommande de respecter les conditions suivantes avant d'introduire une atmosphère inflammable ou indéterminée dans le four :
Cela dépend de votre processus. Les atmosphères à base d'azote pour le traitement des métaux ont fait leurs preuves depuis de nombreuses années, et en raison de l'énorme éventail d'exigences dans les fours pour divers matériaux et besoins de surface, l'utilisation de mélanges de gaz est maintenant une norme de l'industrie. Différents produits peuvent tolérer des concentrations différentes de composants oxydants dans l'atmosphère du four en raison de composants réducteurs ou réactifs supplémentaires dans le mélange. Pour cette raison, l'utilisation d'azote, produit sur site avec des quantités résiduelles d'oxygène, peut être tolérée. En comprenant vos niveaux de tolérance à l'oxygène, nous pouvons vous aider à réduire vos coûts.
Un simple test de cuivre / acier permet de différencier l'oxydation par de l'air (O₂) ou de l'eau (H₂O). Le test est effectué en envoyant un morceau de bande de cuivre propre et brillante à côté d'un morceau de bande d'acier au carbone propre dans le four; Il s'agit d'observer l'oxydation sur chaque coupon de test. Veillez à maintenir la température du four en dessous de 1 080 ° C, point de fusion du cuivre. La bande d'acier se décolore ou s'oxyde si l'atmosphère présente une fuite d'air ou d'eau ; cependant, la bande de cuivre ne s'oxyde que s'il y a une fuite d'air. Vous pouvez utiliser ce test pour les atmosphères à base d'azote comme l'ammoniaque endothermique ou dissocié. Et cela peut se faire sans analyseur d’oxygène ou de point de rosée.
C'est une question qui revient fréquemment. Lors du dépannage de l'oxydation dans une atmosphère de four continue, il est important de mesurer le niveau d'oxygène et le point de rosée. Voici pourquoi.
Le point de rosée est une mesure de la teneur en humidité d'un gaz et correspond à la température à laquelle la vapeur d'eau dans un gaz d'échantillonnage commence à se condenser. La concentration en oxygène est simplement une mesure de la pression partielle de l'oxygène.
Lorsqu'un échantillon de gaz est extrait de la zone chaude d'un four à des fins d'analyse, des gaz réactifs tels que H₂, CO ou CᵧHᵧ se sont déjà combinés avec de l'oxygène présent pour produire de l'humidité et d'autres composants gazeux. Par conséquent, en fonction de la température du four et de la façon dont l'échantillon est obtenu, votre analyseur affiche souvent un faible niveau d'oxygène. Dans la plupart des applications, un faible niveau d'oxygène et un point de rosée bas sont nécessaires pour contrôler le processus et empêcher l'oxydation.
Oui, toute fuite dans une conduite de gaz haute pureté sous pression peut provoquer une oxydation intermittente. Il existe plusieurs causes possibles. La première est la rétrodiffusion : le mouvement des impuretés de l'air ambiant vers une conduite de gaz à haute pression et à faible impureté. Ceci est déterminé par les gradients de concentration, et non par les gradients de pression, et s'aggrave avec les changements de débit, de pression ou de température de la tuyauterie.
Les spécialistes Air Products peuvent vous aider à déterminer la cause de votre problème. Etant donné que l'oxydation est intermittente, vous devez surveiller en permanence la fuite de votre conduite d'alimentation en azote à l'aide d'un analyseur de traces d'oxygène. Pour les conduites de gaz combustible, un détecteur de gaz combustible peut également être utilisé. Une fois que les impuretés sont trouvées, la source de la fuite peut être identifiée à l'aide de diverses techniques, y compris les tests de bulles de savon, les tests de pression statique ou la spectrométrie de masse à l'hélium. Des fuites se produisent souvent dans les fissures de soudure, les joints mécaniques, les garnitures de vannes et les raccords desserrés.
La pureté du gaz, la pression et les fluctuations de débit peuvent toutes causer des revêtements incohérents. Lors du dépannage des applications de pulvérisation de plasma et de HVOF, il est important de rechercher des vannes, des régulateurs et des conduites en acier inoxydable correctement dimensionnés allant de la source de gaz au pistolet de pulvérisation, ainsi que l'utilisation de l'approvisionnement en gaz en vrac, qui offre une pureté et une consistance de débit supérieures à celles des bouteilles. Les points de problèmes potentiels incluent des joints en caoutchouc et des diaphragmes inférieurs, des joints toriques graisseux, des débitmètres en acrylique et de nombreux raccords rapides. En outre, les fuites provenant de raccords et de connexions mal fixés peuvent entraîner l'air ambiant, ce qui entraîne des impuretés dans le gaz et constitue un risque pour la sécurité
Air Products peut vous aider à résoudre vos problèmes de pureté, de pression et de débit grâce à un audit de diagnostic qui comprend une analyse des gaz et un examen de la conception de la tuyauterie.
Les systèmes traditionnels HVOF (haute vitesse oxy-fuel) utilisent quelques types de combustibles pour la combustion, généralement le kérosène, le méthane (gaz naturel), le propane, le propylène et l'hydrogène. Bien que chaque combustible ait ses avantages, l'hydrogène offre des avantages uniques. En raison de sa conductivité thermique plus élevée, l'hydrogène réalise le meilleur transfert de chaleur de la flamme aux particules de poudre, malgré une température de flamme globale inférieure à celle des hydrocarbures. L'excès d'hydrogène dans la flamme crée également une atmosphère réductrice, ce qui réduit la production d'oxyde. Etant donné que les réactifs stoechiométriques de l'hydrogène et de l'oxygène brûlent complètement, les résidus non brûlés ne sont pas déposés sur le revêtement. En tant que gaz le plus léger avec la vitesse la plus élevée de propriétés sonores, l'hydrogène a la plus grande vitesse potentielle des particules, ce qui permet une plus grande adhésion des particules. De plus, vous n'avez pas besoin de coussins chauffants en hiver pour assurer un débit de carburant suffisant vers votre stand comme vous le faites avec d'autres combustibles.
A l'état liquide, l'azote est à -195 degrés Celsius ! Cela en fait l'un des liquides de refroidissement les plus efficaces. En fonction de votre procédé, l'azote liquide peut contrôler la température, raccourcir la durée du cycle et améliorer la qualité du produit. L'azote est également un produit vert, car il ne laisse aucun résidu et provient de l'air que nous respirons. Il est utilisé dans de nombreux procédés industriels et peut être adapté au traitement thermique, à l'usinage, à la pulvérisation thermique et à de nombreuses autres applications qui ont des problèmes liés à l'excès de chaleur.
Il n'y a que quelques types de combustibles à utiliser pour la combustion dans les systèmes traditionnels HVOF (haute vitesse oxy-fuel), à savoir l'hydrogène, le kérosène, le méthane (gaz naturel), le propane et le propylène. Bien que chaque combustible présente des avantages distincts, l'hydrogène offre des avantages uniques:
En outre, l'hydrogène peut être livré à des pressions suffisantes dans des tubes et des réservoirs de liquide en vrac qui ne nécessitent pas de coussins chauffants pendant les mois d'hiver afin d'assurer un débit de combustible suffisant vers votre cabine HVOF.
