변동량과 위치에 따라 달라집니다. 온도, 이슬점 및 분위기 조성과 같은 주요 소둔 매개 변수의 다양성은 제품 품질에 큰 영향을 줄 수 있습니다. 변동의 원인을 찾기 위해 생산 과정에서 중요한 공정 매개 변수를 기록합니다. 온도의 일반적인 편차보다 입자 성장, 경도 및 연성에 영향을 미칠 수 있습니다. 그런 다음, 불량한 품질 실행을 데이터 추세와 연관시키고 속성 변경의 원인을 파악할 수 있습니다.
이러한 변수를 모니터링하고 제어하기 위해 공정 제어 시스템을 설치하면 변동성을 줄일 수 있습니다. 제어 기술에 대한 적은 투자로 생산 비용을 절감하고 품질을 개선 할 수 있습니다. 당사의 상용 엔지니어와 광범위한 공정 제어 경험을 통해 공정 일관성을 개선하고 비용을 절감 할 수 있습니다.
탄소강 부품은 스트레스 해소, 미세 구조 변경 및 / 또는 수년 동안 표면의 외관을 개선하기 위해 질소-수소 환경에서 일상적으로 소둔 또는 열처리되었습니다. 로의 어닐링 구성 요소에 사용되는 질소-수소 분위기의 유량 및 조성은 일반적으로 시행 착오 방식에 의해 결정됩니다. 허용 가능한 품질의 부품을 생산하는 분위기 유량과 구성이 결정되면 일반적으로 향후 어닐링 작업을 위해 고정됩니다. 로에 유입 된 질소-수소 분위기의 조성은 시간에 따라 변하지 않지만, 로 내부의 분위기의 감소 또는 산화 가능성은 로의 누출 및 초안, 발생하는 수분과 같은 불순물의 탈착으로 인해 시간이 지남에 따라 지속적으로 변합니다. 어닐링되는 구성 요소의 표면에 존재하는 구성 요소의 표면 또는 윤활유의 분해. 로 내부의 분위기의 감소 또는 산화 가능성에 대한 이러한 지속적인 변화는 상용 열처리기 및 부품 생산 업체가 일관되고 품질이 좋은 어닐링 된 구성 요소를 생산하고 글로벌 시장에서 효과적으로 경쟁하는 데 큰 어려움을 줍니다. 따라서 (1) 로 내부 분위기의 진정한 감소 또는 산화 가능성을 제어하고 (2) 소둔 된 부품의 품질을 개선하는 측면에서 상업용 열처리 기 및 부품 생산자에게 운영 유연성을 제공하기 위한 Air Products는 고급 제어 및 모니터링 시스템.
금속 가공 산업에서는 원하는 기계적 특성과 표면 특성을 갖춘 부품을 생산할뿐만 아니라 기계적 변형 후 응력을 완화하기위한 열처리 응용 분야가 필요합니다. 오늘날 일부 회사는 발열 또는 흡열 발생기 또는 암모니아 분해기를 사용하여 필요한 분위기를 생성합니다. 질소 및 수소와 같은 기술 가스로 구성된 분위기와 비교할 때 이러한 생성된 가스에는 심각한 단점이 있습니다.
모든 등급의 스테인리스 스틸은 상당한 비율의 크롬을 함유 한 철 기반 합금입니다. 일반적으로 스테인리스 강은 30 % 미만의 크롬과 50 % 이상의 철을 포함합니다. 이들의 스테인리스 특성은 보이지 않고 접착 성이며 보호 적이며자가 치유 형 크롬이 풍부한 산화물 (Cr₂O₃) 표면 필름의 형성에서 비롯됩니다. 스테인리스 스틸은 상온에서 녹이 슬지 않지만 크롬과 티타늄 및 몰리브덴과 같은 기타 합금 성분으로 인해 고온에서 산화되어 변색되기 쉽습니다.
산화 증가에 기여하는 요인으로는 높은 이슬점, 높은 산소 및 표면의 납, 붕소 및 질화물 산화물이 있습니다. 밝은 스테인리스 스틸의 경우 이슬점이 -40 ° F 미만이고 수소가 최소 25 % 인 고 감소 분위기에서 처리합니다.
스테인리스 스틸 부품의 녹색은 크롬 산화물 (Cr₂O₃)입니다. 로 분위기에 산소 및 / 또는 수분이 너무 많으면 일반적으로 누수, 분위기 조임 상태 또는 분위기 가스 유량이 지나치게 낮은 경우에 발생합니다. 짙은 녹색 갈색은 로 내부에 상당한 양의 자유 산소가 발생하여 대규모 공기 누출이 발생했음을 나타냅니다.
기존의 철강 및 구리 테스트 외에도 일부 회사는 용광로를 통해 스테인리스 스틸을 사용하여 높은 수분 및 산소 수준을 확인합니다. 수분 및 산소 수준을 측정하는 더 좋고 정확한 방법은 산소 분석기와 이슬점 측정기를 설치하는 것입니다. 저렴하고 매우 정확합니다. 스테인리스 스틸 부품에 녹색 산화막이 형성되면 로 또는 분위기가 최적화되지 않았음을 나타냅니다.
탈 아연 제거는 일반적으로 수용액에서 구리 합금으로부터 아연이 침출되는 것으로 정의됩니다. 황동 (및 기타 아연 함유 합금)의 열처리에서 탈 아연 처리는 일반적으로 합금 내 아연의 증기압이 매우 낮아 브레이징 및 어닐링과 같은 열처리 과정에서 금속 기판에서 아연을 제거하는 것을 말합니다. 탈 아연 처리는 노의 과도한 분진 발생, 다른 금속과 합금 된 아연 증기 및 극단적 인 경우 합금 특성의 손실을 초래할 수 있습니다.
탈 아연 제거가 항상 가능한 것은 아니지만 열 처리 과정에서 감소시킬 수 있습니다. 온도, 온도에서의 시간 및 로 분위기의 환원 전위를 제어하면 탈 아연을 최소화하고 열처리를 개선 할 수 있습니다. 그러나 어떤 변수를 변경해야하는지 이해하는 것은 쉽지 않습니다. Air Products의 열 처리 분야에 경험이 있는 업계 전문가는 탈 아연 처리를 최소화하여 비용을 절감하고 생산성을 개선하기 위해 조절할 수있는 변수를 정확히 찾아 낼 수 있습니다.
밝은 강철의 소둔 열처리는 강철 산화물로 환원되는 조건이 필요합니다. 일반적으로 Ellingham 다이어그램은 순수한 금속의 산화 또는 산화의 감소에 해당하는 조건을 예측하는 데 사용되었습니다. 이 방법을 사용하여 산화철과 스테인리스 강을 고려할 때 산화철과 같은 강에 첨가 된 합금 원소의 산화물로 환원되어야하는 조건을 예측할 수 있습니다. 이 기존의 접근 방식은 순수한 금속과 그 산화물에 대해서만 열역학적 데이터 만 사용하기 때문에 정확하지 않습니다. 이는 철과 합금 성분이 고용체를 형성한다는 사실을 무시합니다. 또한 특정 온도에서 특정 금속의 산화에 대한 수소 및 수증기의 대략적인 평형 분압 비율 만 결정할 수 있습니다.
또는 FactSage와 같은 최신 데이터베이스 및 컴퓨터 프로그램을 사용하여 생성 된 철강 및 기타 합금에 대해보다 정확하고 편리한 다이어그램을 사용할 수 있습니다.™ (Thermfact / CRCT와 GTT-Technologies가 공동으로 개발 한 열화학 소프트웨어 및 데이터베이스 패키지) 또는 열-칼크 소프트웨어. 순수한 수소 또는 질소-수소 분위기의 이슬점으로 제시된 산화-환원 곡선을 사용하여 산화물을 형성하지 않고 소둔 강철의 분위기를 신속하게 선택할 수 있습니다. 그림 1의 다이어그램은 FactSage를 사용하여 계산되었습니다. 이 다이어그램은 스테인리스 스틸을 대표하는 Fe-18 % Cr 및 Fe-18 % Cr-8 % Ni 시스템의 산화-환원 곡선이 해당 Cr / Cr₂O₃ 곡선보다 높다는 것을 보여줍니다. 합금 (예 : 철강)의 경우 순수 물질 (예 : 순수 금속 및 산화물)과 솔루션 데이터베이스의 열역학적 데이터를 사용하여 더 정확한 계산을 수행 할 수 있습니다. 이러한 다이어그램은 관심있는 철강 및 다양한 분위기 조성에 맞게 특별히 제작할 수 있습니다.
이러한 방법을 사용하면 수소 사용과 제품 품질의 균형을 유지하여 어닐링 작업의 문제를 해결하고 최적화 할 수 있습니다.
그림 1 :
로 분위기에 사용되는 산업용 가스 (예 : 질소, 수소 및 아르곤)는 순도가 매우 높다 (99.995 % 초과). 일반적인 불순물 수준은 산소 부피당 ppm (백만 분율)이 3ppm 미만이고 수분이 3ppm 미만입니다 (<-90 ° F 이슬점). 이 순도는 일반적으로 다양한 재료를 사용하는 많은 공정에 적합합니다. 그러나 일부 물질은 반응성이 높기 때문에 특히 벌크 또는 튜브 트레일러 공급 모드를 통해 공급되는 가스의 경우 더 낮은 수준의 불순물에 도달하기 위해 추가 정제가 필요할 수 있습니다. 일부 시설에서는 인라인 정제기를 설치하여 하우스 라인에서 수거 한 불순물을 방지합니다. 인라인 정제에는 일반적으로 산소 및 수분 제거가 포함됩니다. 때로는 아르곤 공급시 미량의 질소 불순물을 제거해야합니다. 정제기의 선택은 가스와 제거 할 불순물의 종류 및 양에 따라 달라집니다.
유량계는 각각의 특정 응용 분야, 가스 유형, 가스 압력 및 작동 범위에 따라 적절한 크기로 조정해야합니다. 먼저 유량계가 계량중인 가스의 비중에 맞게 보정되었는지 확인합니다. 유량계의 라벨 또는 유리 튜브를 확인하거나 제조업체에 문의하여 확인하십시오. 둘째, 유량계를 보정 된 압력에서만 작동시킵니다. 예를 들어, 80 psi 및 1000 scfh로 보정 된 가변 영역 유량계는 40 psi에서 작동하는 경우에만 760 scfh를 전달합니다. 24 % 오류입니다. 셋째, 최고의 정확성을 위해 조정을위한 여유 공간을 확보하기 위해 유량계의 크기를 조정하여 정상적인 유량이 전체 유량의 30 % -70 % 이내가되도록합니다. 이 세 단계를 통해 가스 흐름과 궁극적으로 공정을 효율적으로 제어 할 수 있습니다.
기존에는 고압 가스 실린더가 소량 또는 중용량 범위의 사용자에게 공급 모드로 사용되었습니다. 이로 인해 회사는 실린더 이동 및 고압 노출과 관련된 안전 위험에 취약 해졌습니다. 중앙 집중식 마이크로 벌크 시스템에 통합하면 실린더를 다룰 필요가 없으며 제품 혼합 위험을 줄일 수 있습니다. 또 다른 이점은 고압 컨테이너에 대한 노출 감소와 공급 업체 배송 빈도 감소로 인한 교통 혼잡 감소입니다. Air Products는 질소, 아르곤, 산소 및 이산화탄소 공급 용 고압 실린더를 대체 할 수있는 경제적 인 대안으로 microbulk 공급 옵션을 개발했습니다. 효율적이고 유연한 저장 시스템 외에도 혁신적인 배관 솔루션을 통해 실린더에서 마이크로 벌크로 원활하게 전환 할 수 있습니다.
브레이징로에서 용융 구리 충전재가 플레 싱 및 확산되는 경향은 일반적으로 다음 네 가지 요인 중 하나로 인해 발생합니다.
수소 기반 노 분위기의 감소 가능성은 pH₂O의 비율로 정의되므로 대부분의 사람들이 생각하는 첫 번째 답은 "그렇습니다"입니다. 그리고 어떤 경우에는 맞습니다. 이슬점 측정 값이 낮을수록 (pH가 더 낮음) 더 많은 환원 조건이 발생하며 대부분의 경우 로 분위기 성능이 향상됩니다. 그러나 항상 그런 것은 아닙니다. 그 중 한 가지 예는 특정 조건에서 이슬점이 –50 ° F 또는 심지어 –60 ° F보다 건조한 값에 도달 할 수있는 수소 기반 벨트 로 분위기입니다. 이 분위기의 감소 가능성은 가공 된 일반 부품에 충분하기에 충분하지만 벨트 수명을 감소시키는 불필요하게 강한 감소 조건으로 이어질 수 있습니다. 또 다른 예는 과도하게 감소되고 과도한 납땜 흐름이 발생하기 쉬운 납땜 분위기 일 수 있습니다. Air Products의 새로운 분위기 가습 시스템은 적정한 수분량으로 로내의 분위기에 정밀하고 일관된 수분을 첨가하여 벨트 수명 성능 및 / 또는 납땜 흐름을 개선하는 동시에 수행되는 소결 또는 납땜 작업에 대한 적절한 감소 조건을 유지하면서도 가능합니다.
탈 아연 제거는 일반적으로 수용액에서 구리 합금으로부터 아연이 침출되는 것으로 정의됩니다. 황동 (및 기타 아연 함유 합금)의 열처리에서 탈 아연 처리는 일반적으로 합금 내 아연의 증기압이 매우 낮아 브레이징 및 어닐링과 같은 열처리 과정에서 금속 기판에서 아연을 제거하는 것을 말합니다. 탈 아연 처리는 노의 과도한 분진 발생, 다른 금속과 합금 된 아연 증기 및 극단적 인 경우 합금 특성의 손실을 초래할 수 있습니다.
탈 아연 제거가 항상 가능한 것은 아니지만 열 처리 과정에서 감소시킬 수 있습니다. 온도, 온도에서의 시간 및 로 분위기의 환원 전위를 제어하면 탈 아연을 최소화하고 열처리를 개선 할 수 있습니다. 그러나 어떤 변수를 변경해야하는지 이해하는 것은 쉽지 않습니다. Air Products의 열 처리 분야에 경험이있는 업계 전문가는 탈 아연 처리를 최소화하여 비용을 절감하고 생산성을 개선하기 위해 조절할 수있는 변수를 정확히 찾아 낼 수 있습니다.
모든 등급의 스테인리스 스틸은 상당한 비율의 크롬을 함유 한 철 기반 합금입니다. 일반적으로 스테인리스 강은 30 % 미만의 크롬과 50 % 이상의 철을 포함합니다. 이들의 스테인리스 특성은 보이지 않고 접착 성이며 보호 적이며자가 치유 형 크롬이 풍부한 산화물 (Cr₂O₃) 표면 필름의 형성에서 비롯됩니다. 스테인리스 스틸은 상온에서 녹이 슬지 않지만 크롬과 티타늄 및 몰리브덴과 같은 기타 합금 성분으로 인해 고온에서 산화되어 변색되기 쉽습니다.
산화 증가에 기여하는 요인으로는 높은 이슬점, 높은 산소 및 표면의 납, 붕소 및 질화물 산화물이 있습니다. 밝은 스테인리스 스틸의 경우 이슬점이 -40 ° F 미만이고 수소가 최소 25 % 인 고 감소 분위기에서 처리합니다.
개방형 엔드가있는 연속 벨트 형 용광로에서 소결 및 브레이징 대기의 경우 오븐 및 용광로에 대한 NFPA 86 표준을 따라야합니다. 일반적으로 질소에 4 %를 초과하는 수소를 포함하는 분위기는 가연성 물질로 간주됩니다. 실제로, 4 % 미만의 수소를 함유하더라도 혼합 분위기는 "불확정"한 것으로 간주되며 인화성 물질로 취급되어야합니다.
NFPA 86은 인화성 또는 불확정성 분위기를 로에 도입하기 전에 다음 조건을 만족할 것을 권장합니다.
프로세스에 따라 다릅니다. 금속 가공을 위한 질소 기반 분위기는 수년에 걸쳐 성공적으로 입증되어 왔으며 다양한 재료 및 표면 요구 사항에 대한 노의 광범위한 요구 사항 때문에 혼합가스의 사용이 업계 표준으로 자리 매김했습니다. 블렌드의 추가적인 환원 또는 반응성 성분으로 인해 로 분위기에서 다양한 농도의 산화 성분이 허용 될 수 있습니다. 이러한 이유로, 잔류 산소량과 함께 현장에서 생성 된 질소의 사용은 허용 될 수 있습니다. 산소 내성 수준을 이해함으로써 비용을 절감 할 수 있습니다.
간단한 구리 / 강 테스트는 공기 (O₂) 또는 물 (H₂O)로 산화를 구분할 수 있습니다. 테스트는 연속로를 통해 깨끗하고 밝은 구리 스트립 조각과 함께 깨끗한 탄소 강철 스트립 조각을 보내고 각 테스트 쿠폰의 산화를 관찰하여 수행됩니다. 로의 온도를 구리의 녹는 점 인 1981 ° F 미만으로 유지하도록 주의하십시오. 분위기에 공기 또는 물이 새는 경우 강철 스트립이 변색되거나 산화됩니다. 그러나 구리 스트립은 공기 누출이 있는 경우에만 산화됩니다. 이 테스트는 흡열성 또는 해리성 암모니아와 같은 질소 기반 또는 생성 된 유형 분위기에 사용할 수 있습니다. 또한 산소 또는 이슬점 분석기 없이도 수행 할 수 있습니다.
예, 가압 된 고순도 가스 라인의 누출로 인해 간헐적 산화가 발생할 수 있습니다. 몇 가지 가능한 원인이 있습니다. 그 중 하나는 역 확산, 즉 주변 공기에서 고압의 저 불순 가스 하우스 라인으로 불순물이 이동하는 역 확산을 통해서입니다. 이는 압력 변화가 아닌 농도 변화에 의해 발생하며 유량, 압력 또는 배관 온도의 변화에 의해 악화됩니다.
Air Products 업계 전문가가 문제의 원인을 파악할 수 있도록 도와드립니다. 산화는 간헐적이므로 미량 산소 분석기로 질소 하우스 라인의 누출을 지속적으로 모니터링해야합니다. 가연성 가스 라인의 경우 가연성 가스 스니퍼도 사용할 수 있습니다. 불순물이 발견되면 비누 기포 테스트, 정압 테스트 또는 헬륨 질량 분석을 포함한 다양한 기술을 사용하여 누출 원인을 식별 할 수 있습니다. 누출은 종종 용접 균열, 기계 이음, 밸브 패킹 및 느슨한 피팅에서 발생합니다.
침탄된 부품은 특히 벌크로드에서는 표면 경도의 변화가 나타날 수 있습니다. 이는 로 챔버 내부와 로드를 통한 불충분 한 분위기 순환으로 인해 발생하는 일반적인 문제입니다. Air Products에서는 분위기 흐름 모델링 기능을 통해 이러한 기술적 장벽을 시뮬레이션하고 이해할 수 있습니다. 에어 프로덕츠의 기술 전문가가 고객과 함께 로드 설정을 수정하여 침탄 결과를 개선 할 수 있는 최상의 방법을 찾을 수 있습니다.
침탄 및 기타 탄소 제어 분위기는 모두 탄소가 금속 표면으로 확산되는 것을 촉진하기 위해 CO를 필요로합니다. 그 중 한 가지 원인은 흡열 대기 생성을 통해 발생하며, 외부 발생기에서 공기와 천연 가스를 반응시켜 20 % CO, 40 % H₂, 40 % N₂로 구성된 가스를 미량의 CO₂와 습기로 만듭니다.
또 다른 CO 공급원은 40 % 질소와 60 % 메탄올의 혼합물을 로에 주입하여 흡열 적으로 생성 된 동일한 조성의 가스를 형성하는 것입니다. 로의 열은 메탄올 (CH) OH)을 CO와 H₂로 해리 한 다음 질소와 혼합합니다. 필요한 메탄올 양을 계산하는 방법은 다음과 같습니다. 예를 들어 1000 scf의 분위기에서는 위의 비율에 따라 40 % 또는 400 scf가 질소가됩니다. 나머지 60 % 또는 600 scf는 해리 된 메탄올로 구성됩니다. 메탄올 1 갤런이 약 240 scf의 가스로 해리되기 때문에 필요한 600 scf의 대기로 해리하려면 2.5 갤런의 메탄올이 필요합니다.
내화물은 여러 가지 방식으로 분위기의 영향을 받습니다. 실온에서는 안정적이지만, 고온에서 수소 또는 유리 탄소가있는 경우 많은 산화물이 감소하여 수명이 단축됩니다. 고객의 프로세스와 원하는 결과에 따라 디자인 분위기가 달라집니다. 그러나 세라믹 재료의 결정학은 해당 대기에 대한 저항성에 큰 영향을줍니다. 분위기 가스가 내화물에 미치는 영향을 이해하고 작동 온도 및 특정 가스 종의 존재 하에서 더 안정적인 내화물을 선택함으로써 용광로의 성능을 향상시킬 수 있습니다. Air Products의 엔지니어가 프로세스를 최적화하기 위해 협력 할 수 있습니다.
이것은 자주 제기되는 질문입니다. 연속 가열로 환경에서 산화 문제를 해결할 때 산소 수준과 이슬점을 모두 측정하는 것이 중요합니다. 그 이유는 다음과 같습니다.
이슬점은 가스의 수분 함량을 측정 한 것으로 샘플 가스의 수증기가 응축하기 시작하는 온도입니다. 산소 농도는 산소 분압의 척도입니다.
분석을 위해 로의 고온 영역에서 가스 샘플을 추출 할 때 H₂, CO 또는 CₓHᵧ와 같은 반응성 가스가 이미 존재하는 O₂와 결합하여 수분 및 기타 가스 성분을 생성합니다. 결과적으로, 로내 온도와 샘플 획득 방법에 따라 분석기의 산소 농도가 낮은 것으로 표시되기도 합니다. 대부분의 응용 분야에서 공정을 제어하고 산화를 방지하려면 낮은 산소 함량과 낮은 이슬점이 필요합니다.
연속로를 점검 할 때 예열 섹션의 산화는 무광택 또는 서리로 덥은 모양이며 일반적으로 로 입구에서 공기가 침투하여 발생합니다. 열 영역 산화로 인해 스케일 또는 기포가 생길 수 있습니다. 이러한 현상은 일반적으로 부적절한 분위기 균형 또는 냉각 구역의 물 / 공기 누출로 인한 수분 또는 산소 수준 상승으로부터 발생합니다. 냉각 구역 산화는 일반적으로 매끄럽고 때로는 변색되는 변색을 초래합니다. 커튼 설계가 잘못되거나 벨트 속도가 과도하거나 누수가 발생하거나 분위기 유량이 불충분 할 수 있습니다.
배치로에서 문제를 일으키는 산화제를 식별하는 것으로 시작합니다. 질소가 흐르고 산소 및 수분 수준을 측정하면 관련된 산화제가 나타날 수 있습니다. 그런 다음 밀봉재, 부속품, 결합 부 및 용접 연결부와 같은 일반적인 누출 원을 검토하면 일반적으로 누출 원을 발견하게됩니다.
고객을 위해 부품을 처리하는 방법에 대한 정보를 요구하는 양질의 프로그램이 점점 보편화되고 있습니다. 어떤 변수를 제어하고 어떤 부분에 어떤 영향을 미치는지 이해하는 것이이 노력의 시작에있어 중요한 단계입니다. 온도, 시간, 분위기 유량 및 구성과 같은 변수와 유틸리티 소비는 추적을 시작하기에 좋은 장소입니다.
모니터링 시스템을 통해이 작업을 더 쉽게 수행하고 기록 된 데이터의 정확성을 높일 수 있습니다. Air Products의 분위기 제어 및 공정 인텔리전스는 데이터 모니터링 및 수집을 자동화하고 공정의 원격 모니터링, 문제를 알리는 경보 및 고객 문서화를위한 맞춤형 보고서 생성과 같은 추가적인 이점을 제공합니다. 당사의 엔지니어가 고객의 사양과 고객의 사양에 맞는 시스템을 모니터링하고 맞춤 구성하는 데 중요한 변수를 결정하도록 지원합니다.
불량품 감소, 수동 데이터 수집 제거, 문제 해결 속도 향상, 제품 품질 향상 등의 이점을 통해 고객 관계를 개선하고 수익을 높일 수 있습니다.
한 마디로, 그렇습니다. 흡열 또는 해리 된 암모니아와 같은 생성 된 분위기에서 합성 질소 / 수소 분위기로 변환하여 비용을 절감하고 낭비를 줄일 수 있습니다.
방법은 다음과 같습니다.
질소 기반 분위기 시스템을 사용하면 다음과 같은 여러 가지 이점이 있습니다.
질소 -DA 희석은 100 % DA에 대한 비용 효율적인 대안이 될 수 있습니다. 처리되는 많은 재료가 DA에 수소 함량이 75 %를 필요로하지 않기 때문에 비용이 적게 드는 질소를 사용하여 DA를 희석함으로써 분위기 비용을 줄일 수 있습니다. 또한 질소를 사용하면 로 공전 비용을 절감 할뿐만 아니라 경제적인 퍼징 수단을 이용할 수 있습니다. 또한, 질소를 주입 한 수소를 DA로 대체하는 것은 비용 경쟁력이 있으며 독성이 높고 값 비싼 가스 인 암모니아를 완전히 제거 할 수 있습니다.
Air Products 애플리케이션 엔지니어가 분위기 비용을 비교하고 분위기 소비량을 줄여 총 소요 비용을 더욱 줄일 수있는 방법을 제안 할 수 있습니다.
공기 중 산소는 퍼니스의 앞쪽 끝과 출구 끝에서 확산되거나 침투하여 산화, 탈탄, 소결 부족 또는 납땜 품질 부족과 같은 문제를 일으킬 수 있습니다. 산소 침윤을 줄이는 방법은 다음과 같습니다.
모든 등급의 스테인리스 스틸은 상당한 비율의 크롬을 함유 한 철 기반 합금입니다. 일반적으로 스테인리스 강은 30 % 미만의 크롬과 50 % 이상의 철을 포함합니다. 이들의 스테인리스 특성은 보이지 않고 접착 성이며 보호 적이며자가 치유 형 크롬이 풍부한 산화물 (Cr₂O₃) 표면 필름의 형성에서 비롯됩니다. 스테인리스 스틸은 상온에서 녹이 슬지 않지만 크롬과 티타늄 및 몰리브덴과 같은 기타 합금 성분으로 인해 고온에서 산화되어 변색되기 쉽습니다.
산화 증가에 기여하는 요인으로는 높은 이슬점, 높은 산소 및 표면의 납, 붕소 및 질화물 산화물이 있습니다. 밝은 스테인리스 스틸의 경우 이슬점이 -40 ° F 미만이고 수소가 최소 25 % 인 고 감소 분위기에서 처리합니다.
이것은 자주 제기되는 질문입니다. 연속 가열로 환경에서 산화 문제를 해결할 때 산소 수준과 이슬점을 모두 측정하는 것이 중요합니다. 그 이유는 다음과 같습니다.
이슬점은 가스의 수분 함량을 측정 한 것으로 샘플 가스의 수증기가 응축하기 시작하는 온도입니다. 산소 농도는 산소 분압의 척도입니다.
분석을 위해 로의 고온 영역에서 가스 샘플을 추출 할 때 H₂, CO 또는 CₓHᵧ와 같은 반응성 가스가 이미 존재하는 O₂와 결합하여 수분 및 기타 가스 성분을 생성합니다. 결과적으로, 로내 온도와 샘플 획득 방법에 따라 분석기의 산소 농도가 낮은 것으로 표시되기도 합니다. 대부분의 응용 분야에서 공정을 제어하고 산화를 방지하려면 낮은 산소 함량과 낮은 이슬점이 필요합니다.
유량계는 각각의 특정 응용 분야, 가스 유형, 가스 압력 및 작동 범위에 따라 적절한 크기로 조정해야합니다. 먼저 유량계가 계량중인 가스의 비중에 맞게 보정되었는지 확인합니다. 유량계의 라벨 또는 유리 튜브를 확인하거나 제조업체에 문의하여 확인하십시오. 둘째, 유량계를 보정 된 압력에서만 작동시킵니다. 예를 들어, 80 psi 및 1000 scfh로 보정 된 가변 영역 유량계는 40 psi에서 작동하는 경우에만 760 scfh를 전달합니다. 24 % 오류입니다. 셋째, 최고의 정확성을 위해 조정을위한 여유 공간을 확보하기 위해 유량계의 크기를 조정하여 정상적인 유량이 전체 유량의 30 % -70 % 이내가되도록합니다. 이 세 단계를 통해 가스 흐름과 궁극적으로 공정을 효율적으로 제어 할 수 있습니다.
기존에는 고압 가스 실린더가 소량 또는 중용량 범위의 사용자에게 공급 모드로 사용되었습니다. 이로 인해 회사는 실린더 이동 및 고압 노출과 관련된 안전 위험에 취약 해졌습니다. 중앙 집중식 마이크로 벌크 시스템에 통합하면 실린더를 다룰 필요가 없으며 제품 혼합 위험을 줄일 수 있습니다. 또 다른 이점은 고압 컨테이너에 대한 노출 감소와 공급 업체 배송 빈도 감소로 인한 교통 혼잡 감소입니다. Air Products는 질소, 아르곤, 산소 및 이산화탄소 공급 용 고압 실린더를 대체 할 수있는 경제적 인 대안으로 microbulk 공급 옵션을 개발했습니다. 효율적이고 유연한 저장 시스템 외에도 혁신적인 배관 솔루션을 통해 실린더에서 마이크로 벌크로 원활하게 전환 할 수 있습니다.
유량계는 각각의 특정 응용 분야, 가스 유형, 가스 압력 및 작동 범위에 따라 적절한 크기로 조정해야합니다. 먼저 유량계가 계량중인 가스의 비중에 맞게 보정되었는지 확인합니다. 유량계의 라벨 또는 유리 튜브를 확인하거나 제조업체에 문의하여 확인하십시오. 둘째, 유량계를 보정 된 압력에서만 작동시킵니다. 예를 들어, 80 psi 및 1000 scfh로 보정 된 가변 영역 유량계는 40 psi에서 작동하는 경우에만 760 scfh를 전달합니다. 24 % 오류입니다. 셋째, 최고의 정확성을 위해 조정을위한 여유 공간을 확보하기 위해 유량계의 크기를 조정하여 정상적인 유량이 전체 유량의 30 % -70 % 이내가되도록합니다. 이 세 단계를 통해 가스 흐름과 궁극적으로 공정을 효율적으로 제어 할 수 있습니다.
로 분위기에 사용되는 산업용 가스 (예 : 질소, 수소 및 아르곤)는 순도가 매우 높다 (99.995 % 초과). 일반적인 불순물 수준은 산소 부피당 ppm (백만 분율)이 3ppm 미만이고 수분이 3ppm 미만입니다 (<-90 ° F 이슬점). 이 순도는 일반적으로 다양한 재료를 사용하는 많은 공정에 적합합니다. 그러나 일부 물질은 반응성이 높기 때문에 특히 벌크 또는 튜브 트레일러 공급 모드를 통해 공급되는 가스의 경우 더 낮은 수준의 불순물에 도달하기 위해 추가 정제가 필요할 수 있습니다. 일부 시설에서는 인라인 정제기를 설치하여 하우스 라인에서 수거 한 불순물을 방지합니다. 인라인 정제에는 일반적으로 산소 및 수분 제거가 포함됩니다. 때로는 아르곤 공급시 미량의 질소 불순물을 제거해야합니다. 정제기의 선택은 가스와 제거 할 불순물의 종류 및 양에 따라 달라집니다.
적절한 기능을 위해 정기적 인 유지 보수가 필요한 흐름 제어 또는 블렌드 패널에는 여러 가지 측면이 있습니다. 특히 안전한 작동과 관련이 있습니다. 솔레노이드의 작동을 점검하여 가연성 가스 흐름이 자동으로 꺼지고 비활성 가스 퍼지가 의도 한대로 자동으로 켜지는지 확인해야합니다. 권장 유지 보수 빈도에 따라 (일반적으로 6 개월마다) 테스트를 받아야합니다. 또한 필요에 따라 솔레노이드를 다시 만들어야합니다. 로를 적절히 퍼지 할 수 있는지 확인하기 위해 퍼지 타이머 설정 점을 확인하는 것도 중요합니다. 또한 불활성 가스 퍼지 및 프로세스 유량에 대한 저 유량 경보 설정 점을 확인하고 문서화해야합니다. 이들은 정기적으로 검토해야하는 항목 중 일부일뿐입니다.
간단한 구리 / 강 테스트는 공기 (O₂) 또는 물 (H₂O)로 산화를 구분할 수 있습니다. 테스트는 연속로를 통해 깨끗하고 밝은 구리 스트립 조각과 함께 깨끗한 탄소 강철 스트립 조각을 보내고 각 테스트 쿠폰의 산화를 관찰하여 수행됩니다. 로의 온도를 구리의 녹는 점 인 1981 ° F 미만으로 유지하도록 주의하십시오. 분위기에 공기 또는 물이 새는 경우 강철 스트립이 변색되거나 산화됩니다. 그러나 구리 스트립은 공기 누출이 있는 경우에만 산화됩니다. 이 테스트는 흡열성 또는 해리성 암모니아와 같은 질소 기반 또는 생성 된 유형 분위기에 사용할 수 있습니다. 또한 산소 또는 이슬점 분석기 없이도 수행 할 수 있습니다.
연속로를 점검 할 때 예열 섹션의 산화는 무광택 또는 서리로 덥은 모양이며 일반적으로 로 입구에서 공기가 침투하여 발생합니다. 열 영역 산화로 인해 스케일 또는 기포가 생길 수 있습니다. 이러한 현상은 일반적으로 부적절한 분위기 균형 또는 냉각 구역의 물 / 공기 누출로 인한 수분 또는 산소 수준 상승으로부터 발생합니다. 냉각 구역 산화는 일반적으로 매끄럽고 때로는 변색되는 변색을 초래합니다. 커튼 설계가 잘못되거나 벨트 속도가 과도하거나 누수가 발생하거나 분위기 유량이 불충분 할 수 있습니다.
배치로에서 문제를 일으키는 산화제를 식별하는 것으로 시작합니다. 질소가 흐르고 산소 및 수분 수준을 측정하면 관련된 산화제가 나타날 수 있습니다. 그런 다음 밀봉재, 부속품, 결합 부 및 용접 연결부와 같은 일반적인 누출 원을 검토하면 일반적으로 누출 원을 발견하게됩니다.
한 마디로, 그렇습니다. 흡열 또는 해리 된 암모니아와 같은 생성 된 분위기에서 합성 질소 / 수소 분위기로 변환하여 비용을 절감하고 낭비를 줄일 수 있습니다.
방법은 다음과 같습니다.
질소 기반 분위기 시스템을 사용하면 다음과 같은 여러 가지 이점이 있습니다.
공기 중 산소는 퍼니스의 앞쪽 끝과 출구 끝에서 확산되거나 침투하여 산화, 탈탄, 소결 부족 또는 납땜 품질 부족과 같은 문제를 일으킬 수 있습니다. 산소 침윤을 줄이는 방법은 다음과 같습니다.
이것은 자주 제기되는 질문입니다. 연속 가열로 환경에서 산화 문제를 해결할 때 산소 수준과 이슬점을 모두 측정하는 것이 중요합니다. 그 이유는 다음과 같습니다.
이슬점은 가스의 수분 함량을 측정 한 것으로 샘플 가스의 수증기가 응축하기 시작하는 온도입니다. 산소 농도는 산소 분압의 척도입니다.
분석을 위해 로의 고온 영역에서 가스 샘플을 추출 할 때 H₂, CO 또는 CₓHᵧ와 같은 반응성 가스가 이미 존재하는 O₂와 결합하여 수분 및 기타 가스 성분을 생성합니다. 결과적으로, 로내 온도와 샘플 획득 방법에 따라 분석기의 산소 농도가 낮은 것으로 표시되기도 합니다. 대부분의 응용 분야에서 공정을 제어하고 산화를 방지하려면 낮은 산소 함량과 낮은 이슬점이 필요합니다.
예, 가압 된 고순도 가스 라인의 누출로 인해 간헐적 산화가 발생할 수 있습니다. 몇 가지 가능한 원인이 있습니다. 그 중 하나는 역 확산, 즉 주변 공기에서 고압의 저 불순 가스 하우스 라인으로 불순물이 이동하는 역 확산을 통해서입니다. 이는 압력 변화가 아닌 농도 변화에 의해 발생하며 유량, 압력 또는 배관 온도의 변화에 의해 악화됩니다.
Air Products 업계 전문가가 문제의 원인을 파악할 수 있도록 도와드립니다. 산화는 간헐적이므로 미량 산소 분석기로 질소 하우스 라인의 누출을 지속적으로 모니터링해야합니다. 가연성 가스 라인의 경우 가연성 가스 스니퍼도 사용할 수 있습니다. 불순물이 발견되면 비누 기포 테스트, 정압 테스트 또는 헬륨 질량 분석을 포함한 다양한 기술을 사용하여 누출 원인을 식별 할 수 있습니다. 누출은 종종 용접 균열, 기계 이음, 밸브 패킹 및 느슨한 피팅에서 발생합니다.
모든 등급의 스테인리스 스틸은 상당한 비율의 크롬을 함유 한 철 기반 합금입니다. 일반적으로 스테인리스 강은 30 % 미만의 크롬과 50 % 이상의 철을 포함합니다. 이들의 스테인리스 특성은 보이지 않고 접착 성이며 보호 적이며자가 치유 형 크롬이 풍부한 산화물 (Cr₂O₃) 표면 필름의 형성에서 비롯됩니다. 스테인리스 스틸은 상온에서 녹이 슬지 않지만 크롬과 티타늄 및 몰리브덴과 같은 기타 합금 성분으로 인해 고온에서 산화되어 변색되기 쉽습니다.
산화 증가에 기여하는 요인으로는 높은 이슬점, 높은 산소 및 표면의 납, 붕소 및 질화물 산화물이 있습니다. 밝은 스테인리스 스틸의 경우 이슬점이 -40 ° F 미만이고 수소가 최소 25 % 인 고 감소 분위기에서 처리합니다.
질소 -DA 희석은 100 % DA에 대한 비용 효율적인 대안이 될 수 있습니다. 처리되는 많은 재료가 DA에 수소 함량이 75 %를 필요로하지 않기 때문에 비용이 적게 드는 질소를 사용하여 DA를 희석함으로써 분위기 비용을 줄일 수 있습니다. 또한 질소를 사용하면 로 공전 비용을 절감 할뿐만 아니라 경제적인 퍼징 수단을 이용할 수 있습니다. 또한, 질소를 주입 한 수소를 DA로 대체하는 것은 비용 경쟁력이 있으며 독성이 높고 값 비싼 가스 인 암모니아를 완전히 제거 할 수 있습니다.
Air Products 애플리케이션 엔지니어가 분위기 비용을 비교하고 분위기 소비량을 줄여 총 소요 비용을 더욱 줄일 수있는 방법을 제안 할 수 있습니다.
액체 상태에서 질소는 화씨 -320 도입니다! 이를 통해 가장 효과적인 냉각수를 얻을 수 있습니다. 공정에 따라 액체 질소는 온도 제어를 제공하고 사이클 시간을 단축하며 제품 품질을 개선 할 수 있습니다. 질소는 또한 잔류 물을 남기지 않으며 우리가 호흡하는 공기에서 공급되기 때문에 녹색 제품입니다. 이 제품은 많은 산업 공정에 사용되며 열처리, 기계 가공, 용사 및 기타 과열과 관련하여 문제가있는 많은 응용 분야에 적용 할 수 있습니다.
프로세스에 따라 다릅니다. 금속 가공을 위한 질소 기반 분위기는 수년에 걸쳐 성공적으로 입증되어 왔으며 다양한 재료 및 표면 요구 사항에 대한 노의 광범위한 요구 사항 때문에 혼합가스의 사용이 업계 표준으로 자리 매김했습니다. 블렌드의 추가적인 환원 또는 반응성 성분으로 인해 로 분위기에서 다양한 농도의 산화 성분이 허용 될 수 있습니다. 이러한 이유로, 잔류 산소량과 함께 현장에서 생성 된 질소의 사용은 허용 될 수 있습니다. 산소 내성 수준을 이해함으로써 비용을 절감 할 수 있습니다.
적절한 기능을 위해 정기적 인 유지 보수가 필요한 흐름 제어 또는 블렌드 패널에는 여러 가지 측면이 있습니다. 특히 안전한 작동과 관련이 있습니다. 솔레노이드의 작동을 점검하여 가연성 가스 흐름이 자동으로 꺼지고 비활성 가스 퍼지가 의도 한대로 자동으로 켜지는지 확인해야합니다. 권장 유지 보수 빈도에 따라 (일반적으로 6 개월마다) 테스트를 받아야합니다. 또한 필요에 따라 솔레노이드를 다시 만들어야합니다. 로를 적절히 퍼지 할 수 있는지 확인하기 위해 퍼지 타이머 설정 점을 확인하는 것도 중요합니다. 또한 불활성 가스 퍼지 및 프로세스 유량에 대한 저 유량 경보 설정 점을 확인하고 문서화해야합니다. 이들은 정기적으로 검토해야하는 항목 중 일부일뿐입니다.
유량계는 각각의 특정 응용 분야, 가스 유형, 가스 압력 및 작동 범위에 따라 적절한 크기로 조정해야합니다. 먼저 유량계가 계량중인 가스의 비중에 맞게 보정되었는지 확인합니다. 유량계의 라벨 또는 유리 튜브를 확인하거나 제조업체에 문의하여 확인하십시오. 둘째, 유량계를 보정 된 압력에서만 작동시킵니다. 예를 들어, 80 psi 및 1000 scfh로 보정 된 가변 영역 유량계는 40 psi에서 작동하는 경우에만 760 scfh를 전달합니다. 24 % 오류입니다. 셋째, 최고의 정확성을 위해 조정을위한 여유 공간을 확보하기 위해 유량계의 크기를 조정하여 정상적인 유량이 전체 유량의 30 % -70 % 이내가되도록합니다. 이 세 단계를 통해 가스 흐름과 궁극적으로 공정을 효율적으로 제어 할 수 있습니다.
기존에는 고압 가스 실린더가 소량 또는 중용량 범위의 사용자에게 공급 모드로 사용되었습니다. 이로 인해 회사는 실린더 이동 및 고압 노출과 관련된 안전 위험에 취약 해졌습니다. 중앙 집중식 마이크로 벌크 시스템에 통합하면 실린더를 다룰 필요가 없으며 제품 혼합 위험을 줄일 수 있습니다. 또 다른 이점은 고압 컨테이너에 대한 노출 감소와 공급 업체 배송 빈도 감소로 인한 교통 혼잡 감소입니다. Air Products는 질소, 아르곤, 산소 및 이산화탄소 공급 용 고압 실린더를 대체 할 수있는 경제적 인 대안으로 microbulk 공급 옵션을 개발했습니다. 효율적이고 유연한 저장 시스템 외에도 혁신적인 배관 솔루션을 통해 실린더에서 마이크로 벌크로 원활하게 전환 할 수 있습니다.
로 분위기에 사용되는 산업용 가스 (예 : 질소, 수소 및 아르곤)는 순도가 매우 높다 (99.995 % 초과). 일반적인 불순물 수준은 산소 부피당 ppm (백만 분율)이 3ppm 미만이고 수분이 3ppm 미만입니다 (<-90 ° F 이슬점). 이 순도는 일반적으로 다양한 재료를 사용하는 많은 공정에 적합합니다. 그러나 일부 물질은 반응성이 높기 때문에 특히 벌크 또는 튜브 트레일러 공급 모드를 통해 공급되는 가스의 경우 더 낮은 수준의 불순물에 도달하기 위해 추가 정제가 필요할 수 있습니다. 일부 시설에서는 인라인 정제기를 설치하여 하우스 라인에서 수거 한 불순물을 방지합니다. 인라인 정제에는 일반적으로 산소 및 수분 제거가 포함됩니다. 때로는 아르곤 공급시 미량의 질소 불순물을 제거해야합니다. 정제기의 선택은 가스와 제거 할 불순물의 종류 및 양에 따라 달라집니다.
온사이트 가스 생성의 편의성은 많은 요인을 포함합니다. 질소 흐름과 순도는 가장 중요한 요소입니다. 기준 속도가 일정하거나 충분한 유량은 현장에 매우 적합 할 수 있습니다. 부피, 압력 및 순도가 피크 흐름을 커버하는 가스 저장을 허용하기에 충분할 경우주기적인 흐름 또는 불규칙적 인 흐름 패턴을 처리 할 수 있습니다. 또한, 높은 순도는 더 높은 부피로 처리 할 수 있지만, 순도 요구 사항이 낮을수록 사용 편의성이 높아집니다. 다른 요인으로는 현지 전력 비용 및 필요한 압력이 있습니다. 납품에서 현장으로 전환 할시기를 정의하는 확고한 규칙은 없습니다. 압력 변동 흡착, 막 또는 극저온 물질을 비롯한 질소 요구 사항을 충족하는 다양한 현장 옵션을 이용할 수 있습니다. 최적의 공급 모드를 결정하는 데 도움이되는 온 사이트 기술에 대한 Air Products의 광범위한 경험을 활용하십시오.
예, 사실입니다. 실제로 NFPA 86C는 더 이상 존재하지 않습니다. 공식적으로 정의 된 "특별 처리 분위기를 사용하는 산업용 로"에 대한 요구 사항은 2003 버전부터 NFPA 86에 통합되었습니다. 이제 NFPA 86 (이 문서 작성 시점에 2019 버전 사용 가능)은 일반적으로 분위기 및 진공 열처리에 사용되는 산업용 로의 종류에 대한 안전 요구 사항을 충족합니다 (클래스 C 및 D라고 함). NFPA 86C의 이전 내용은 주로 NFPA 86의 13 장에 나와 있습니다.
이러한 로의 많은 작업자는 질소 가스를 퍼지 가스와 공정 분위기의 구성 요소로 사용합니다. 질소 가스는 액체 질소를 기화시키기 위해 열을 제공하기 위해 주변 공기를 사용하여 온 사이트 저장 탱크에서 공정으로 공급됩니다. 이 공급 모드는 유연한 유량으로 매우 높은 순도의 가스를 경제적으로 제공하며 비상시 장애가 발생할 수있는 외부 유틸리티가 필요하지 않습니다.
NFPA 86에서는 이러한 퍼니스의 사용자에게 비상 경보에 사용되는 자연 대기식 기화기의 성능 상태를 나타내는 저온 경보 패널을 포함해야합니다. 또한 액체 질소 저장 탱크와 같은 퍼지 매개체가 포함 된 탱크에는 적절한 퍼지 볼륨이 적절한 퍼니스 셧다운을위한 시간을 제공 할 수 있도록 저수준 청각 및 시각 경보를 제공해야합니다. Air Products의 질소 공급 모니터링 시스템은 이러한 요구 사항을 준수하도록 설계되었습니다.
특수 처리 및 가연성 분위기가있는 로 사용자는 NFPA 86의 요구 사항과 권장 사항을 완전히 이해하고 이전 NFPA 86C의 변경 사항이 로 작업에 어떤 영향을 미치는지 결정해야합니다.
질소 -DA 희석은 100 % DA에 대한 비용 효율적인 대안이 될 수 있습니다. 처리되는 많은 재료가 DA에 수소 함량이 75 %를 필요로하지 않기 때문에 비용이 적게 드는 질소를 사용하여 DA를 희석함으로써 분위기 비용을 줄일 수 있습니다. 또한 질소를 사용하면 로 공전 비용을 절감 할뿐만 아니라 경제적인 퍼징 수단을 이용할 수 있습니다. 또한, 질소를 주입 한 수소를 DA로 대체하는 것은 비용 경쟁력이 있으며 독성이 높고 값 비싼 가스 인 암모니아를 완전히 제거 할 수 있습니다.
Air Products 애플리케이션 엔지니어가 분위기 비용을 비교하고 분위기 소비량을 줄여 총 소요 비용을 더욱 줄일 수있는 방법을 제안 할 수 있습니다.
액체 상태에서 질소는 화씨 -320 도입니다! 이를 통해 가장 효과적인 냉각수를 얻을 수 있습니다. 공정에 따라 액체 질소는 온도 제어를 제공하고 사이클 시간을 단축하며 제품 품질을 개선 할 수 있습니다. 질소는 또한 잔류 물을 남기지 않으며 우리가 호흡하는 공기에서 공급되기 때문에 녹색 제품입니다. 이 제품은 많은 산업 공정에 사용되며 열처리, 기계 가공, 용사 및 기타 과열과 관련하여 문제가있는 많은 응용 분야에 적용 할 수 있습니다.
프로세스에 따라 다릅니다. 금속 가공을 위한 질소 기반 분위기는 수년에 걸쳐 성공적으로 입증되어 왔으며 다양한 재료 및 표면 요구 사항에 대한 노의 광범위한 요구 사항 때문에 혼합가스의 사용이 업계 표준으로 자리 매김했습니다. 블렌드의 추가적인 환원 또는 반응성 성분으로 인해 로 분위기에서 다양한 농도의 산화 성분이 허용 될 수 있습니다. 이러한 이유로, 잔류 산소량과 함께 현장에서 생성 된 질소의 사용은 허용 될 수 있습니다. 산소 내성 수준을 이해함으로써 비용을 절감 할 수 있습니다.
예, 사실입니다. 실제로 NFPA 86C는 더 이상 존재하지 않습니다. 공식적으로 정의 된 "특별 처리 분위기를 사용하는 산업용 로"에 대한 요구 사항은 2003 버전부터 NFPA 86에 통합되었습니다. 이제 NFPA 86 (이 문서 작성 시점에 2019 버전 사용 가능)은 일반적으로 분위기 및 진공 열처리에 사용되는 산업용 로의 종류에 대한 안전 요구 사항을 충족합니다 (클래스 C 및 D라고 함). NFPA 86C의 이전 내용은 주로 NFPA 86의 13 장에 나와 있습니다.
이러한 로의 많은 작업자는 질소 가스를 퍼지 가스와 공정 분위기의 구성 요소로 사용합니다. 질소 가스는 액체 질소를 기화시키기 위해 열을 제공하기 위해 주변 공기를 사용하여 온 사이트 저장 탱크에서 공정으로 공급됩니다. 이 공급 모드는 유연한 유량으로 매우 높은 순도의 가스를 경제적으로 제공하며 비상시 장애가 발생할 수있는 외부 유틸리티가 필요하지 않습니다.
NFPA 86에서는 이러한 퍼니스의 사용자에게 비상 경보에 사용되는 자연 대기식 기화기의 성능 상태를 나타내는 저온 경보 패널을 포함해야합니다. 또한 액체 질소 저장 탱크와 같은 퍼지 매개체가 포함 된 탱크에는 적절한 퍼지 볼륨이 적절한 퍼니스 셧다운을위한 시간을 제공 할 수 있도록 저수준 청각 및 시각 경보를 제공해야합니다. Air Products의 질소 공급 모니터링 시스템은 이러한 요구 사항을 준수하도록 설계되었습니다.
특수 처리 및 가연성 분위기가있는 로 사용자는 NFPA 86의 요구 사항과 권장 사항을 완전히 이해하고 이전 NFPA 86C의 변경 사항이 로 작업에 어떤 영향을 미치는지 결정해야합니다.
유량계는 각각의 특정 응용 분야, 가스 유형, 가스 압력 및 작동 범위에 따라 적절한 크기로 조정해야합니다. 먼저 유량계가 계량중인 가스의 비중에 맞게 보정되었는지 확인합니다. 유량계의 라벨 또는 유리 튜브를 확인하거나 제조업체에 문의하여 확인하십시오. 둘째, 유량계를 보정 된 압력에서만 작동시킵니다. 예를 들어, 80 psi 및 1000 scfh로 보정 된 가변 영역 유량계는 40 psi에서 작동하는 경우에만 760 scfh를 전달합니다. 24 % 오류입니다. 셋째, 최고의 정확성을 위해 조정을위한 여유 공간을 확보하기 위해 유량계의 크기를 조정하여 정상적인 유량이 전체 유량의 30 % -70 % 이내가되도록합니다. 이 세 단계를 통해 가스 흐름과 궁극적으로 공정을 효율적으로 제어 할 수 있습니다.
기존에는 고압 가스 실린더가 소량 또는 중용량 범위의 사용자에게 공급 모드로 사용되었습니다. 이로 인해 회사는 실린더 이동 및 고압 노출과 관련된 안전 위험에 취약 해졌습니다. 중앙 집중식 마이크로 벌크 시스템에 통합하면 실린더를 다룰 필요가 없으며 제품 혼합 위험을 줄일 수 있습니다. 또 다른 이점은 고압 컨테이너에 대한 노출 감소와 공급 업체 배송 빈도 감소로 인한 교통 혼잡 감소입니다. Air Products는 질소, 아르곤, 산소 및 이산화탄소 공급 용 고압 실린더를 대체 할 수있는 경제적 인 대안으로 microbulk 공급 옵션을 개발했습니다. 효율적이고 유연한 저장 시스템 외에도 혁신적인 배관 솔루션을 통해 실린더에서 마이크로 벌크로 원활하게 전환 할 수 있습니다.
진공로의 고압 가스 담금질 문제를 해결하는 방법에는 여러 가지가 있으며 가장 경제적 인 고압 가스 공급 솔루션을 얻기 위해 고려해야 할 다양한 요소가 있습니다.
먼저, 백필에 필요한 용광로 가스량을 알아야합니다. 그런 다음 해당 서지 탱크의 크기를 적절하게 조정해야하며,이를 위해서는 최대 탱크 작동 압력과 내부 부피 사이의 균형이 필요합니다. 이 서지 탱크 압력은 작업에 가장 적합한 가스 공급 시스템의 유형에 영향을 미치는 주요 요인 중 하나입니다. 고려해야 할 또 다른 요소는 사용하는 예상 월별 가스량입니다. 이는 모든 로에서 백필이 필요한 횟수에 따라 달라집니다.
다음으로 극저온 가스 공급 옵션에 대해 살펴 보겠습니다. 고압 액체 탱크를 사용하는 극저온 시스템은 일반적으로 배기 가스가 가장 적지 만 자본 집약적이며 극저온 물질의 임계점으로 인해 압력이 다소 제한적입니다 (즉, 액체 질소는 473psig, 약 32bar). 고압 액체 탱크는 일반적으로 400 및 600 psig로 표준화되어 있습니다. 스위칭 배치 식 고압 시스템은 비용이 적게 드는 표준 압력 액체 공급 탱크 (250psig)를 사용하지만 배치 용기가 매번 배출 될 때 배출구 손실이 커질 수 있습니다. 이러한 시스템은 일반적으로 약 450psig (31bar)로 제한됩니다. 고압 액체 펌핑 시스템은 고압 실린더 뱅크 또는 수관을 충진하는 극저온 펌프와 함께 표준 압력 액체 탱크도 사용합니다. 이 시스템은 훨씬 더 높은 압력 범위 (최대 2,300psig)를 가지고 있으며, 적절하게 지정하면 환기 손실이 상대적으로 낮지 만 전체 자본 비용이 가장 높은 경우가 많습니다. 전체 평가의 일부로 고려할 추가 요인에는 가스의 단가와 함께 각 시스템 유형의 유지 보수 비용이 포함됩니다.
Air Products 애플리케이션 엔지니어가 고객과 함께 매개 변수를 철저히 이해하고 있습니다. 그런 다음 작업에 최적화 된 시스템을 제공하기 위해 각 공급 유형의 이점과 고려 사항을 평가할 수 있습니다.
진공로의 서지 탱크 크기 조정에 대한 질문이 점점 늘어나고 있습니다. 고압 백필을 통한 빠른 담금질로의 전환으로 인해 서지 탱크 선택 (크기 및 압력 등급)이 더욱 중요해졌습니다.
먼저, 필요한 퍼니스 백필 압력과 백필 시간을 제공 할 탱크 작동 압력을 결정해야합니다. 탱크 크기, 압력 등급, 저장된 가스량과 탱크 비용 사이에는 절충 사항이 있습니다. 또한 가스 공급 시스템은 탱크를 충전하기에 적절한 압력을 제공 할 수 있어야합니다. 표준 250psig 등급 액체 극저온 탱크의 200psig와 같은 표준 극저온 기반 공급 시스템의 자연 압력 레벨 중단 점이 있습니다.
ASME에서 승인 한 서지 탱크가 사용하는 압력에 적합한 지, 과압으로부터 적절히 보호되는지 확인하십시오. 또한 극저온 공급 시스템을 사용하는 경우 저온 경보를 통해 탄소강 서지 탱크의 취성을 방지해야합니다.
일반적으로 서지 탱크의 부피는 수 갤런의 물 치환과 관련이 있습니다. 갤런 당 0.134 입방 피트 (ft³)이므로 1,000 갤런의 서지 탱크의 부피는 134 피트 3입니다. 따라서, 각 압력 분위기 ([14.7 파운드 / 제곱 인치 (PSI)])에 대해 백필에 사용할 수있는 134 표준 입방 피트 (SCF)의 기체 부피가 있습니다. 예를 들어, 가스량의 134 SCF는 14.7 psig에서, 268 SCF는 29.4 psig에서 사용할 수 있습니다.
서지 탱크는 노의 백필 압력보다 높은 적절한 압력 수준에서 적절한 양의 가스를 저장할 수 있어야합니다. 예를 들어, 단순한 이상적인 가스 법칙을 사용하여 5 barg 담금질 압력 (약 72 psig)에 100 피트 ³가 필요한 경우 완전 진공 상태의 백필에 600 SCF의 가스가 필요합니다. 즉, 원하는 시간 내에 백필에 적절한 유량을 공급하기 위해 최소 6 bar의 압력이 필요하다고 가정합니다. 이로 인한 서지 탱크는 최소 작동 압력이 약 12 barg (175 psig) 인 약 750 갤런이어야합니다. 최대 허용 작동 압력 (MAWP) 정격이 200psig 인 탱크를 사용하는 것이 좋으며 실제 크기는 과잉 설계가 필요한 정도에 따라 달라집니다. 더 작은 탱크는 훨씬 높은 작동 압력으로 사용될 수 있습니다.
이 정보를 배경으로, 응용 엔지니어와의 상담을 통해 로를 올바르게 백필하는 데 필요한 압력 및 탱크 크기를 결정할 수 있어야합니다.
예, 가압 된 고순도 가스 라인의 누출로 인해 간헐적 산화가 발생할 수 있습니다. 몇 가지 가능한 원인이 있습니다. 그 중 하나는 역 확산, 즉 주변 공기에서 고압의 저 불순 가스 하우스 라인으로 불순물이 이동하는 역 확산을 통해서입니다. 이는 압력 변화가 아닌 농도 변화에 의해 발생하며 유량, 압력 또는 배관 온도의 변화에 의해 악화됩니다.
Air Products 업계 전문가가 문제의 원인을 파악할 수 있도록 도와드립니다. 산화는 간헐적이므로 미량 산소 분석기로 질소 하우스 라인의 누출을 지속적으로 모니터링해야합니다. 가연성 가스 라인의 경우 가연성 가스 스니퍼도 사용할 수 있습니다. 불순물이 발견되면 비누 기포 테스트, 정압 테스트 또는 헬륨 질량 분석을 포함한 다양한 기술을 사용하여 누출 원인을 식별 할 수 있습니다. 누출은 종종 용접 균열, 기계 이음, 밸브 패킹 및 느슨한 피팅에서 발생합니다.
흡열로 생성된 소결 분위기에서 높은 이슬점은 탈탄의 일반적인 원인입니다. 이 문제는 질소로 희석 된 흡열 분위기를 제어하거나 질소-수소 분위기를 제어하여 해결할 수 있습니다.
질소 기반 분위기는 수년 동안 탄소강 부품의 소결에 사용되어 왔습니다. 이러한 분위기는 흡열 발생기를 사용하거나 순수한 질소와 수소를 혼합하여 생산 및 공급됩니다. 질소-수소 분위기를 사용하면 일관된 품질과 특성을 가진 부품을 생산할 수 있습니다. 그러나, 높은 수소 비용을 예상하면서 탄소강 부품의 소결을 위해 흡열 생성 분위기를 계속 사용하는 분말 금속 부품 제조업체가 여전히 많습니다. Air Products는 이러한 부품 제조업체가 전반적인 분위기 비용을 크게 증가시키지 않고 제품 품질과 일관성을 향상시킬 수 있도록 생산 로의 유사한 작동 조건에서 흡열 및 질소로 희석된 흡열 분위기에서 탄소강 구성 요소의 소결을 연구하는 종합적인 실험 프로그램을 시작했습니다.
이것은 연속로 환경에서 산화 문제를 해결할 때 자주 발생하는 질문입니다. 니켈의 가격 상승, 즉 스테인리스 스틸은 그 어느 때보 다 벨트 수명을 더욱 중요하게 만들었습니다. 벨트 합금, 초기 침입 절차, 와이어 게이지 및 추적을 포함하여 많은 변수가 스테인리스 스틸 벨트의 수명에 영향을 주지만, 소결 분위기를 조정하여 극적인 향상을 실현할 수 있습니다.
Air Products의 분위기 공정 기술은 분말 금속 부품의 소결에 사용되는 스테인리스 스틸 벨트의 수명을 연장하기 위해 현장 서비스에서 입증되었습니다. 일반적으로 분위기는 스테인리스 스틸 벨트에 보호 산화 코팅을 제공하는 동시에 부품에 탄소 중립을 유지합니다. 산화막은 탄소 및 질소 픽업을 줄이고 벨트의 원하는 기계적 특성을 유지하는 데 도움이됩니다. 산업 분야에서이 기술을 사용함으로써 일반적으로 N-H₂ 소결 분위기에서 경험하는 수명에 비해 스테인리스 스틸 메쉬 벨트의 수명을 25 %에서 50 % 이상으로 연장할 수 있었습니다. 벨트 수명 연장의 결과 : 유지 보수 감소, 로 가동 중단 시간 감소 및 교체 할 벨트 수 감소 등이 있습니다.
분말 크기, 구성 및 순도 등 많은 공정 변수 크기 분포; 탄소 함량은 소결 된 부품의 최종 특성에 영향을줍니다. 온도, 온도에서의 시간, 냉각 속도 및 벨트 하중과 같은 윤활유, 압축 밀도 및 로 매개 변수의 유형 및 양도 최종 결과에 영향을줍니다. 이러한 변수의 대부분은 구성 요소의 설계 단계에서 결정됩니다.
소결 분위기는 종종 변수로 간과됩니다. 분위기 특성은 시간에 따라 달라질 수 있습니다. 분위기 시스템의 변수를 제어하면 소결 속성의 일관성을 향상시킬 수 있습니다. 분위기 시스템의 주요 변수는 분위기 조성, 순도, 유량 및 분포, 로 내부 압력, 출구 속도, 안정성 (외부 영향) 및 도어 개구부입니다.
질소 기반 분위기는 수년에 걸쳐 광범위한 열처리 공정에서 성공적으로 입증되었습니다. 이 제품은 고품질 부품을 보장하기 위해 적절한 분위기 조성을 생성 할 수 있고 흡열 발생 분위기와 관련된 잘 알려진 탈탄 문제를 일으키지 않기 때문에 업계 표준으로 채택되었습니다.
로에서 소결 된 부품은 빛나고 밝게 마무리해야 합니다. 그렇지 않은 경우 공정에서 문제의 징후입니다. 산소 또는 공기가 전면 입구의 로에 침투 할 수 있습니다. 또한 예열 영역의 산화 전위가 너무 높으면 분말 금속 부품 표면에 산화가 발생할 수 있습니다. 이 산화 된 표면은 부품이 열 영역에서 매우 감소하는 분위기를 통과함에 따라 감소하여 광택 마감 처리를 잃고 흐릿하고 매트 한 것처럼 보입니다. 마감 처리가 흐려질뿐만 아니라 산화로 인한 표면 탈탄으로 인해 표면 경도가 낮아질 수 있습니다.
이 문제를 해결하기 위해 로의 프런트 엔드에 화염 커튼을 추가 할 수 있습니다. 커튼은 도어에 부착하여 전면 입구를 완전히 덮고 화염을 아래쪽으로 향하게해야합니다. 예열 영역의 이슬점을 조절하여 탈 윤활을 용이하게 할 수있을만큼 충분히 산화시킬 수 있지만 금속은 산화하지 않습니다.
그을음 문제를 해결하려면 먼저 그을음 유형을 식별해야합니다. 세 가지 주요 유형이 있습니다. 느슨하고 세분화 된 그을음; 그리고 그을린 유성 그을음. 모두 윤활유 또는 농축 탄화수소 가스의 탄화수소와 관련이 있습니다. 부착된 그을음은 얼룩처럼 보이며 제거하기가 어렵습니다. 일반적으로 예열 영역에서 윤활유 열분해를 통해 생성됩니다. 느슨하고 세분화 된 그을음은 부품 상단에 검은 눈으로 나타나며 뜨거운 영역의 윤활유 증기로 생성됩니다. 유광 그을음은 노출 된 표면에 균일 한 검은 색 코팅으로 나타납니다. 부품에 대한 천연 가스의 촉매 균열은 이러한 유형의 그을음을 생성합니다.
그을음 유형을 알았 으면 대기 흐름, 유량 균형, 예열 이슬점, 벨트 속도, 벨트 적재, 온도 프로필, 부품 밀도, 퍼센트 윤활유 및 용광로 상태와 같은 요인을 평가하여 문제를 해결할 수 있습니다.
개방형 엔드가있는 연속 벨트형 로에서 소결 및 브레이징 분위기의 경우 오븐 및 로에 대한 NFPA 86 표준을 따라야합니다. 일반적으로 질소에 4 %를 초과하는 수소를 포함하는 분위기는 가연성 물질로 간주됩니다. 실제로, 4 % 미만의 수소를 함유하더라도 혼합 분위기는 "불확정"한 것으로 간주되며 인화성 물질로 취급되어야합니다.
NFPA 86은 인화성 또는 불확정성 분위기를 로에 도입하기 전에 다음 조건을 만족할 것을 권장합니다.
프로세스에 따라 다릅니다. 금속 가공을 위한 질소 기반 분위기는 수년에 걸쳐 성공적으로 입증되어 왔으며 다양한 재료 및 표면 요구 사항에 대한 노의 광범위한 요구 사항 때문에 혼합가스의 사용이 업계 표준으로 자리 매김했습니다. 블렌드의 추가적인 환원 또는 반응성 성분으로 인해 로 분위기에서 다양한 농도의 산화 성분이 허용 될 수 있습니다. 이러한 이유로, 잔류 산소량과 함께 현장에서 생성 된 질소의 사용은 허용 될 수 있습니다. 산소 내성 수준을 이해함으로써 비용을 절감 할 수 있습니다.
간단한 구리 / 강 테스트는 공기 (O₂) 또는 물 (H₂O)로 산화를 구분할 수 있습니다. 테스트는 연속로를 통해 깨끗하고 밝은 구리 스트립 조각과 함께 깨끗한 탄소 강철 스트립 조각을 보내고 각 테스트 쿠폰의 산화를 관찰하여 수행됩니다. 로의 온도를 구리의 녹는 점 인 1981 ° F 미만으로 유지하도록 주의하십시오. 분위기에 공기 또는 물이 새는 경우 강철 스트립이 변색되거나 산화됩니다. 그러나 구리 스트립은 공기 누출이 있는 경우에만 산화됩니다. 이 테스트는 흡열성 또는 해리성 암모니아와 같은 질소 기반 또는 생성 된 유형 분위기에 사용할 수 있습니다. 또한 산소 또는 이슬점 분석기 없이도 수행 할 수 있습니다.
이것은 자주 제기되는 질문입니다. 연속 가열로 환경에서 산화 문제를 해결할 때 산소 수준과 이슬점을 모두 측정하는 것이 중요합니다. 그 이유는 다음과 같습니다.
이슬점은 가스의 수분 함량을 측정 한 것으로 샘플 가스의 수증기가 응축하기 시작하는 온도입니다. 산소 농도는 산소 분압의 척도입니다.
분석을 위해 로의 고온 영역에서 가스 샘플을 추출 할 때 H₂, CO 또는 CₓHᵧ와 같은 반응성 가스가 이미 존재하는 O₂와 결합하여 수분 및 기타 가스 성분을 생성합니다. 결과적으로, 로내 온도와 샘플 획득 방법에 따라 분석기의 산소 농도가 낮은 것으로 표시되기도 합니다. 대부분의 응용 분야에서 공정을 제어하고 산화를 방지하려면 낮은 산소 함량과 낮은 이슬점이 필요합니다.
예, 가압 된 고순도 가스 라인의 누출로 인해 간헐적 산화가 발생할 수 있습니다. 몇 가지 가능한 원인이 있습니다. 그 중 하나는 역 확산, 즉 주변 공기에서 고압의 저 불순 가스 하우스 라인으로 불순물이 이동하는 역 확산을 통해서입니다. 이는 압력 변화가 아닌 농도 변화에 의해 발생하며 유량, 압력 또는 배관 온도의 변화에 의해 악화됩니다.
Air Products 업계 전문가가 문제의 원인을 파악할 수 있도록 도와드립니다. 산화는 간헐적이므로 미량 산소 분석기로 질소 하우스 라인의 누출을 지속적으로 모니터링해야합니다. 가연성 가스 라인의 경우 가연성 가스 스니퍼도 사용할 수 있습니다. 불순물이 발견되면 비누 기포 테스트, 정압 테스트 또는 헬륨 질량 분석을 포함한 다양한 기술을 사용하여 누출 원인을 식별 할 수 있습니다. 누출은 종종 용접 균열, 기계 이음, 밸브 패킹 및 느슨한 피팅에서 발생합니다.
가스 순도, 압력 및 유량 변동은 모두 일관되지 않은 코팅을 유발할 수 있습니다. 플라즈마 스프레이 및 HVOF 응용 프로그램의 문제를 해결할 때는 가스 소스에서 스프레이 건에 이르기까지 적절한 크기의 밸브, 조절기 및 스테인리스 스틸 라인, 그리고 실린더보다 높은 순도 및 유량 일관성을 제공하는 벌크 가스 공급 활용을 찾아야합니다. 잠재적 인 문제 지점에는 열등한 고무 개스킷 및 격막, 기름기 많은 O- 링, 아크릴 유량계 및 다수의 빠른 분리가 포함됩니다. 또한 느슨한 피팅 및 연결부에서의 누출로 인해 주변 공기가 유입되어 가스 불순물 및 안전 위험이 발생할 수 있습니다.
Air Products는 가스 분석 및 배관 설계 검토를 포함하는 진단 감사를 통해 순도, 압력 및 유량 문제를 해결하는 데 도움을 줍니다.
기존의 HVOF (고속 산소-연료) 시스템은 일반적으로 등유, 메탄 (천연 가스), 프로판, 프로필렌 및 수소와 같은 몇 가지 유형의 연소 연료를 사용합니다. 각 연료에는 장점이 있지만 수소는 몇 가지 고유 한 장점을 제공합니다. 수소보다 높은 열전도율로 인해 수소는 탄화수소보다 화염 온도가 전반적으로 낮음에도 불구하고 화염에서 분말 입자로 최고의 열 전달을 달성합니다. 화염에 포함 된 과도한 수소는 또한 환원 분위기를 만들어 산화물 생산량을 낮 춥니 다. 수소와 산소의 화학량 론적 반응물이 완전히 연소되기 때문에 미 연소 잔여 물이 코팅에 쌓이지 않습니다. 가장 빠른 음속 특성을 갖는 가장 가벼운 가스 인 수소는 입자 속도가 가장 높기 때문에 입자의 접착력이 향상됩니다. 또한 다른 연료와 마찬가지로 겨울에는 난방 패드가 필요 없으므로 부스로 충분한 연료가 흐를 수 있습니다.
액체 상태에서 질소는 화씨 -320 도입니다! 이를 통해 가장 효과적인 냉각수를 얻을 수 있습니다. 공정에 따라 액체 질소는 온도 제어를 제공하고 사이클 시간을 단축하며 제품 품질을 개선 할 수 있습니다. 질소는 또한 잔류 물을 남기지 않으며 우리가 호흡하는 공기에서 공급되기 때문에 녹색 제품입니다. 이 제품은 많은 산업 공정에 사용되며 열처리, 기계 가공, 용사 및 기타 과열과 관련하여 문제가있는 많은 응용 분야에 적용 할 수 있습니다.
수소, 등유, 메탄 (천연 가스), 프로판 및 프로필렌과 같은 기존의 HVOF (고속 산소 연료) 시스템에서 연소에 사용할 연료는 극소수입니다. 각 연료에는 몇 가지 고유 한 장점이 있지만, 수소는 몇 가지 고유 한 이점을 제공합니다.
또한 HVOF 부스로의 충분한 연료 흐름을 보장하기 위해 겨울 동안 난방 패드가 필요하지 않은 튜브 및 벌크 액체 탱크에서 충분한 압력으로 수소를 공급할 수 있습니다.
