Das Atmosphärenregelsystem von Air Products ermittelt über eine Atmosphärenmessung das H2/H2O-Verhältnis und den Taupunkt und gleicht diese Werte mit Sollvorgaben ab.
Geeignete Schutzgasatmosphäre zur Vermeidung von Oxidation nötig
Das Glühen von Metallen wird maßgeblich zur Rekristallisation des Gefüges und der Einstellung spezifischer mechanischer Materialeigenschaften durchgeführt. In der Regel wird dabei großer Wert auf eine blanke, nicht oxidierte Oberfläche gelegt. Im Ofen muss über eine geeignete Schutzgasatmosphäre ein für das Material spezifisches Reduktionspotential eingestellt werden. Dabei sind äußere Einflüsse, wie Lufteintrag durch Ofeneinlauf oder-auslauf, Undichtigkeiten oder Einbringen von Feuchtigkeit über Emulsionen oder Schmiermittel mit zu berücksichtigen.
Variierende äußere Einflüsse beeinflussen festeingestellte Schutzgasatmosphären
Häufig wird die Schutzgaszusammensetzung und die Schutzgasmenge fest eingestellt. Die äußeren Einflüsse können aber variieren und die Glühergebnisse beeinflussen. Ein Sauerstoffeintrag kann den Taupunkt in der Glühzone erhöhen und neben einer Oxidation der Oberfläche auch eine Entkohlung beim Glühen von Kohlenstoffstählen verursachen.
H2/H2O-Verhältnis und Temperatur sind maßgebliche Kenngrößen
In wasserstoffhaltigen Atmosphären reagiert in heißen Ofenbereichen der Sauerstoff (O2) mit dem Wasserstoff (H2) zu Wasserdampf (H2Og). Dadurch wird der H2-Gehalt reduziert und der Wassergehalt erhöht. Da eine Oberflächenreaktion mit dem Metall (Me) über Wasserdampf erfolgen kann, gilt folgendes Gleichgewicht: Me + H2Og – MeO + H2. Das H2/H2O-Verhältnis in der Schutzgasatmosphäre in Verbindung mit der Temperatur ist also die maßgebliche Kenngröße um eine reduzierende Atmosphäre einzustellen und blanke Oberflächen zu erzeugen. Bei Kohlenstoffstählen kann über die Reaktion CST + H2Og <–> CO + H2 ebenfalls eine ungewünschte Entkohlung stattfinden.
Atmosphärenregelsystem von Air Products regelt negativen Einflüssen entgegen
Das Atmosphärenregelsystem von Air Products ermittelt über eine Atmosphärenmessung das H2/H2O-Verhältnis und den Taupunkt und gleicht diese Werte mit Sollvorgaben ab. Durch die Anpassung der Atmosphärenbedingungen in Abhängigkeit vom Ofentyp und Prozess, kann das System negativen Einflüssen entgegen regeln um die gewünschte Oberfläche zu erzeugen oder aber zumindest einen Alarm bei Abweichung der Parameter außerhalb der Toleranzgrenzen geben.
Auch für gezielte Oberflächenoxidation geeignet
Speziell im Bereich der Kohlenstoffstähle wird aber auch für spezielle Anwendungen eine oxidierte Oberfläche gewünscht. In vielen Fällen ist dies eine duktile Fe3O4-Schicht, kann aber auch eine schwarze FeO-Schicht sein. Auch hier werden durch die Einstellung des richtigen H2/H2O-Verhältnisses, der Temperaturkurve und der Haltezeit die Oberflächeneigenschaften gezielt hergestellt. Das Atmosphärenregelsystem kann dazu einen entscheidenden Beitrag leisten, um den äußeren Einflüssen entgegen zu wirken, eine homogene Oxidationsschicht zu erzeugen und den Ausschuss zu reduzieren.
Unterstützt Industrie 4.0 Standard
Das Atmosphären-Regel- und Überwachungssystem von Air Products bietet ebenfalls im Hinblick auf den Industrie 4.0 Standard, die Möglichkeit alle Betriebsparameter zu dokumentieren und extern über eine Ethernet-Schnittstelle abzugreifen, bzw. mit anderen Anlagenteilen zu verknüpfen. Air Products bietet darüber hinaus einen Cloud Service an, in dem Betriebsparameter gespeichert und analysiert werden können und dem Betreiber bei Prozessabweichungen Alarme über SMS oder Email zugesendet werden können.
In bestehende Anlagen leicht zu integrieren
Das System beinhaltet bereits Ausgangssignale für Regelventile und Anschlussmöglichkeiten für Thermoelemente und ist damit einfach in bestehende Anlagen nachzurüsten und zu integrieren.
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