Meranie obsahu vodíka zaisťuje optimálnu kvalitu pri tepelnom spracovaní kovov v peciach
Zhrnutie
Kovové diely, zliatiny a oceľové plechy sa tepelne spracúvajú v peciach pri vysokých teplotách v riadenej atmosfére vodíka a dusíka, aby sa dosiahli požadované metalurgické vlastnosti a pripravil povrch na nanesenie povlaku. Koncentrácia vodíka v atmosfére pece musí byť presne riadená, aby sa optimalizoval výťažok a kvalita hotového výrobku.
Aplikácia
Obr. 1: Analyzátor tepelnej vodivosti Panametrics XMTCpro monitorujúci obsah vodíka v atmosfére pece na tepelné spracovanie.
Zmesi vodíka a dusíka sa používajú na redukciu oxidov kovov. Pri vysokej teplote vodík reaguje s vrstvou oxidu za vzniku vodnej pary, čím zanechá lesklý, čistý povrch kovu bez defektov. Vodík sa tiež vstrekuje do žíhacích zón pece na riadené chladenie materiálu prúdom plynu. Presné a opakovateľné meranie vodíka je nevyhnutné na optimalizáciu výťažku a minimalizáciu zmätkovosti.
| Meraný plyn | Vodík (nosný plyn: dusík) |
|---|---|
| Merací rozsah | 0 – 100 % vodíka |
| Prevádzková teplota | 1000 – 2500°F (538 – 1371°C) |
| Tlak | Atmosférický |
| Princíp merania | Tepelná vodivosť |
Prínosy:
- Automatická kalibrácia priamo v teréne
- Spoľahlivý senzor – bez chemickej reakcie alebo adsorpcie plynu
- Robustná konštrukcia pre náročné prostredie
- Kompletný systém so súčasnou analýzou vodíka, stopového kyslíka a stopovej vlhkosti
Výzva
Prostredie pece nie je ideálnym miestom na inštaláciu senzora: teploty sú vysoké a plyn z pece obsahuje častice vrátane odparovaného kovu, oxidov kovov, olejov a sadzí. Vzorka plynu z pece sa musí odobrať a ochladiť pomocou vákuovej pumpy alebo ejektora spolu so sériou filtrov. Náročné a znečistené prostredie zariadenia na spracovanie kovov si vyžaduje priemyselný analyzátor v ťažkom vyhotovení, a na zaistenie presných hodnôt vodíka musí byť tento analyzátor kalibrovateľný priamo v teréne.
Riešenie
Analyzátor tepelnej vodivosti Panametrics XMTCpro, zabudovaný do systému úpravy vzorky, priebežne meria percentuálny obsah vodíka v atmosfére pece a odosiela nameranú hodnotu do systému zberu dát a riadenia závodu. XMTCpro využíva rozdiel v tepelnej vodivosti medzi vodíkom a nosným plynom – nemá žiadne pohyblivé časti a nespolieha sa na chemickú reakciu ani adsorpciu plynu. Analyzátor sa dodáva s displejom/riadiacou jednotkou, ktorú je možné naprogramovať tak, aby kalibračný proces spúšťala automaticky v stanovenom čase, čím sa udržiava presnosť merania s minimálnym zásahom obsluhy.
Zdroj: Panametrics Application Note PANA050AN (panametrics.com) — © Panametrics LLC. Lokalizované a pripravené spoločnosťou INTECH CONTROL, oficiálnym zástupcom Panametrics pre Slovensko a Maďarsko.