تتطلب عمليات المعالجة الحرارية غلافًا جويًا مضبوطًا بدقة لكي تنجح العملية. وغالبًا ما تستخدم هذه العملياتالمعدنية لتصنيع الأجزاء الحرجة في سبائك خاصة لصناعات مثلالفضاء والسيارات والبتروكيماوياتوالطاقة النووية. يمكن أن يؤثر سوء التحكم في الغلاف الجوي للفرن على جودة السبائك، مع ما يترتب على ذلك من عواقب مالية وعواقب تتعلق بالسلامة.
كيف يمكنك ضمان المعالجة الحرارية الفعالة في جو مسيطر عليه؟
إذا لم يتم التحكم في الغلاف الجوي في فرن المعالجة الحرارية، يمكن أن تتلوث السبيكة. وقد يؤدي ذلك إلى فقدان القوة والليونة، بالإضافة إلى زيادة الهشاشة. ويمكن أن تتأثر البنية المجهرية للسبيكة أيضًا، مما يؤدي إلى ضعف ثبات الأبعاد وانخفاض عمر الخدمة. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تتسبب الأجواء غير المنضبطة في حدوث تآكل وأشكال أخرى من الأضرار التي تلحق بالسبائك.
وفي بعض الحالات، يمكن أن يتسبب التلوث في بعض الحالات في تشقق السبيكة أو انكسارها.
الغلاف الجوي الخاضع للتحكم ضروري للمعالجة الحرارية الفعالة.
فمن خلال منع التلوث، فإنه يضمن احتفاظ السبيكة المعالجة بخصائصها. وهذا مهم بشكل خاص في صناعاتالسيارات والصناعات الكيميائية والطاقة النووية، حيث تنطبق الشروط التالية:
يمكن أن يؤدي عدم وجود جو متحكم فيه إلى تفاعلات كيميائية على سطح المجموعة المعدنية المراد معالجتها حراريًا، مما يضر بجودتها وأدائها ويؤدي إلى رفض الأجزاء. تؤدي مثل هذه الظروف إلىخسائر مالية وضياع الوقت وتداعيات خطيرة محتملة على العميل الذي يستخدم الجزء دون اكتشاف الضعف. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يؤدي سوء التحكم في الغلاف الجوي إلى تلف الفرن أو الأسوأ من ذلك، إصابة الموظفين.
يوفر فرن المعالجة الحرارية في جو متحكم به بيئة مثالية للمكونات المعدنية أثناء عملية المعالجة الحرارية.
ومن خلال التحكم الدقيق في تركيبة الغاز ومعدل تدفقه داخل الفرن يمكن تحقيق ما يلي التحكم الدقيق في درجة الحرارة والحد الأدنى من الأكسدة أو إزالة الكربنة.
والنتيجة هي تحسين جودة المنتج واتساقه، بالإضافة إلى زيادة كفاءة الإنتاج.
ولضمان المعالجة الحرارية الفعالة في جو محكوم، من المهم مراقبة المعلمات التالية والتحكم فيها بعناية:
ومن خلال التحكم الدقيق في هذه البارامترات يمكن تحقيق معالجة حرارية دقيقة في جو محكوم، مما يؤدي إلىتحسين جودة المنتج واتساقه.
الغازات الخاملة الأكثر استخدامًا في عمليات المعالجة الحرارية هي الأرجون (Ar) والهيليوم (He) والنيتروجين (N₂).
يعتمد مدى إمكانية وصف الغلاف الجوي بأنه خامل على عوامل مثل نوع الغاز، ومستوى نقاوته، ودرجات الحرارة المستخدمة والمواد التي تتم معالجتها. واعتمادًا على الغاز أو خليط الغاز المستخدم، سيتم تخصيص العملية لأنواع مختلفة من المعالجة الحرارية: التلدين أو التبريد المحايد أو التبريد المحايد أو التقسية أو النيترة أو التلبيد أو التلبيد أو اللحام بالنحاس.
تُستخدم أجهزة تحليل الغاز من فوجي إلكتريك لمراقبة الغلاف الجوي في جميع هذه العمليات، مع قدرات للقياس السريع والدقيق للنسب مثل Ar/He أو Ar/N₂ أو He/N₂/N₂ أو H₂/Ar أو H₂/N₂/N₂. وهذا الأخير مطلوبلمراقبة الغلاف الجوي الغني بالهيدروجين. ويستخدم هذا لاختزال أكسيد الحديد إلى حديد وإزالة الكربنة من الفولاذ. كما أنه يساهم بشكل فعال في نقل الحرارة ويمكن أن يتفاعل مع وجود الأكسجين.
حل Fuji Electric من Fuji Electric للتحكم في H₂/N₂₂ هو عبارة عن خزانة صناعية مدمجة تتضمن:
لنأخذ المثال التالي:
وبما أن الموصلية الحرارية تختلف من مكون إلى آخر، فإن أي تغير في تركيز المكون الذي يتم قياسه يسبب تغيرًا في الموصلية الحرارية للغاز الذي يتم أخذ عيناته، مما يؤثر بدوره على درجة حرارة السلك البلاتيني. يستخدم المحلل هذه التغيرات في درجة الحرارة لتحديد محتوى الغاز.
يتم استخلاص غاز الفرن باستمرار بواسطة مسبار أخذ العينات المسخن والمرشح. ثم يتم توجيهه بعد ذلك من خلال خط ساخن لأخذ العينات إلى الخزانة المدمجة المثبتة على الحائط.
هذا يدمج محلل الموصلية الحرارية TCD ونظام أخذ العينات بالكامل المصمم خصيصًا لضمان سلامة المحلل وضمان قياس دقيق وتمثيلي وموثوق لتركيز H₂.
التطبيققم بتنزيل ورقة التطبيق الخاصة بك وتحكم بدقة في الغلاف الجوي في الفرن أثناء المعالجة الحرارية!
