Published on 6/11/2018
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我真的需要真空炉吗?

我真的需要真空炉吗?

怎样的情况下应购买真空炉?为什么这是一项值得的投资?

想要在投资和收益方面做出明智选择的公司都已认识到利用真空热处理优势的必要性。而这不仅是指中短期,而且长期看来也是如此。因为真空炉带来的注定是长期持久的合作。所以,让我们从应用着眼,了解如何选择理想的长期伙伴。

哪些人需要真空炉?

真空炉最广泛的用途是在某些钢材的热处理领域。对于高速工具钢、热、冷作模具钢、马氏体不锈钢、沉淀硬化钢等,真空热处理炉长期以来一直被认为是最佳推荐解决方案。结果表明,由于形变程度很小,采用真空处理系统可获得最佳的处理质量,并得到显著的经济效益。

从金属粉末或陶瓷的真空烧结铝合金的真空钎焊以及进一步的高温钎焊,真空处理系统的技术优势显而易见。在这些领域,采用真空炉的决定关系到能否针对注重高产能的设备实施先进的生产流程。
其他典型应用包括核或航天领域的用途:在这些领域,选择熔炉类型时依据的要求以高技术参数为基础。
如果我们对应用领域的上述简要回顾做一总结,我们可以这样说,对每个人而言,问题不在于是否购买真空炉,而在于哪些参数使热处理设备成为满足您需要的理想解决方案。

那么,让我们来看看要做出均衡稳妥的选择应考虑哪些因素。

我们来探讨功率和绝缘

首先我可以非常确定地说:试图比较两个或更多的系统来确定哪一种系统最为便利,这是一种非常麻烦且没有成效的操作。最好避免这种方式,并选择能确保最大成功的路线。
您的评估必须建立在一系列标准的基础上,在这方面非常必要的一点是要有明确的想法,因为这不是一项试验。我们的顾问将随时为您提供帮助。接下来我会深入了解各个方面的优点,阐述我们如何能加深对市售产品的了解。

真空炉的加热能力当然是不容忽视的一个因素。我们往往看到这样的情况:两处功能相同的设备在加热能力方面存在差别;这里并不涉及每个周期的能源消耗,因为在这方面两个系统几乎相同,我们讨论的是加热更快从而使周期更短的可能性。您必须在效率和时间方面做出评估,以确定优先顺序。
同样,假设两个炉子具备同样的实用尺寸和一个石墨晶片板厚度相同(例如40毫米)的绝缘“热区”),其绝缘能力也可能不同,在同一周期内的能量消耗不同,或使用寿命有极大区别。这是因为面板的生产过程对其绝缘能力起着至关重要的作用。长度最长的纤维和具有牺牲层的柔性石墨箔或耐磨涂层构成的外部保护,实际上是决定面板更大效能和更长寿命的基础。在灭火气体流动很快时也会出现这一结果。

但是我们此处关注的是您未来真空热处理炉的绝缘。绝缘板的安装系统是另一个需要仔细处理的方面,因为它必须能够应对灭火气体的动能以防面板弯曲。固定不充分可能会导致气体对绝缘体造成损坏,渗入面板的外表面,即与框架结构接触的面板部分。

这一点务必始终注意:我们以使用CFC(碳纤维复合材料)螺钉的固定板系统为例,它们比采用钼材质的系统更耐用。最佳的固定系统必须保证与面板金属支撑结构的完美结合,确保即使经过多次循环也不会因为热效应而发生松动。

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热交换器和容器

让我们继续探讨选择真空炉的关键考虑因素,并谈一谈热交换器。哪些因素会影响其持续时长和性能?

  • 通过热交换器的气体负荷损失;
  • 不同材料(TIG焊或钎焊)接头焊缝的有效性;
  • 接头的腐蚀;
  • 气体通过引起的振动。

分析循环气体的负荷损失作为热交换器所形成路径的一个应变量(路径上的曲线或狭窄部分)无疑是非常可取的一种做法。事实上,在两个类似的熔炉中,灭火气体的压力可能相同,但即使叶轮相同,其速度也会有差异。

需要关注变频器的存在。在叶轮和叶轮发动机压力相同的情况下,当气体密度较低时,使用变频器可以在高温阶段获得更高的叶轮转速,而在较低温度下则速度较慢(与发动机板的速度相当)。

在加快装载物冷却速度方面,换热器的尺寸和所用材料(结构钢、不锈钢、铜)都有很大的影响。
在相同的最大工作压力和温度压力下,即使符合各种规范(ASME、PED、GOST、ML等),容器的性能仍是难于比较的因素,单独比较不同制造商生产的两个设备时尤其如此。
例如,冷却水套内的水循环可以被输送到受热负荷作用下容器的所有表面;如果分布不当,在未充分冷却区域的沉积盐分可能造成回路中出现阻塞。

泵设备的作用

此外,关于泵浦设备我们已做了多项阐释,可以在评估时有所帮助。制造商通常会在其产品目录中忽略一些技术特性,而行业专家绝不会忽视这些特性。

事实上,流量相同的情况下,泵的类型可能有很大的不同;对于预真空阶段,泵可能采用旋转活塞或叶片活塞,但使用寿命因油液污染情况而异。在这种情况下,泵的寿命取决于溶剂或粉末处理过程中负荷的释放。齿根型中间泵可以设计具备电机泵轴的直接联轴器,也可以采用水动力联轴器,或者,同样采用开启阀门,以便于压力下气体的再循环。根据不同的执行方式,排空用时会有不同。

要让真空炉投入使用,需要具备以下各项:

  • 一个调节和控制面板(带有或不带有用于安全检查的PLC,甚至配有适合消费者使用的软件)
  • 冷却水系统(设计用于校准消耗并满足炉膛和各种泵的冷却需要)
  • 采用精密压力控制的供气系统(氮气、氩气、氢气,等)
  • 用于测量气体纯度等的露点,等等。

如需有关这一主题的更多信息,参见高真空炉粗化泵入门

结论:向顾问咨询

我已经向您展示了指导真空炉选择的关键因素。相信您已经总结出这样的结论:成功的关键在于校准各种因素的权重,并确定优先顺序的分级尺度。

现在我们应该通过与供应商的一次或多次交谈,深入探讨各个方面,尤其是被认为至关重要的方面,例如:

  • 真空炉的最高运行温度
  • 装载物冷却速度,假定其所含处理件的尺寸(加载物的重量、待处理材料的直径/高度/形状及钢材类型)
  • 工作班次数量
  • 投资摊销
  • 工厂的附属成本(水路循环、所需电力、燃气罐的布局和特性)。

确定最符合公司生产需要的真空热处理炉是一个有趣而重要的过程:选择合适的业务伙伴将影响到所购买产品的质量和当前及未来数年内获得的咨询建议。

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