Atmosfera Especial e Vácuo Ultra Alto
Os fornos de câmara de vácuo padrão GLO, LHT, HTK, HBO, HTBL e V-L são equipados com um sistema de controle de gás totalmente inerte como padrão. Dependendo do tamanho e da temperatura máxima, controles semiautomáticos com medidores de fluxo ou controles totalmente automatizados por meio de um PLC com tela de toque e medidores de fluxo de massa estão disponíveis.
Todos os fornos com câmara de vácuo são equipados com um controle de gás inerte como padrão. Controles de gás adicionais estão disponíveis como uma opção.
Todos os fornos com câmara de vácuo estão disponíveis com uma gama completa de bombas de vácuo opcionais, como bombas de palhetas rotativas, bombas de raízes, bombas de difusão e bombas turbo. Em alguns casos, uma bomba de vácuo é obrigatória para o uso seguro do forno.
Todos os fornos com câmara de vácuo podem ser modificados para trabalhar com segurança com H2, CO, CO2, H2S, H2O, CH4 ou C2H4.
Em princípio, um forno de câmara de vácuo para uso com gases reativos é totalmente automatizado e equipado com o seguinte:
As quatro diferentes tecnologias de bomba de vácuo descritas abaixo podem atingir diferentes níveis de vácuo. Seu nível de vácuo final pode ser determinado por um método de teste padrão definido pelo padrão PNEUROP, onde o flange de conexão é bloqueado; a pressão no flange fechado da bomba é medida. Uma vez que essas bombas são conectadas a um sistema de forno, vários fatores afetarão o nível de vácuo final e o tempo em que isso pode ser alcançado, incluindo o seguinte: os materiais sendo introduzidos pelo cliente; limpeza; taxa de dessorção das superfícies internas; saída de gás da amostra ou outros itens introduzidos na câmara e a taxa de vazamento do forno a vácuo ou forno.
A taxa de vazamento do forno ou forno é definida e medida pela Carbolite Gero. Todos os selos são cuidadosamente escolhidos para fornecer as taxas de dessorção mais baixas possíveis. Os dispositivos de vácuo são limpos antes da montagem. O que não pode ser controlado é a liberação de gás da amostra do cliente, a limpeza do laboratório ou a umidade do ar ambiente. No entanto, a Carbolite Gero projeta seus sistemas de vácuo de forma que, para condições limpas, frias, secas e vazias dentro do forno, o vácuo de trabalho especificado seja alcançado em um tempo definido pelo cliente. Além disso, um forno de alto vácuo deve sempre ser purgado com gás inerte. O tempo de abertura do forno deve ser mínimo para reduzir o efeito da contaminação do ar ambiente.
A bomba turbo molecular consiste em estatores entre vários rotores de alta velocidade. A velocidade de rotação é superior a 90.000 rotações por minuto. Nessas velocidades, o rotor está na faixa da velocidade da partícula, permitindo que o gás seja empurrado pela bomba. Quando combinado com uma bomba de pré-vácuo, o nível de vácuo alcançável está na faixa de alto vácuo ou melhor. As bombas turbo moleculares são as bombas mais convenientes e freqüentemente usadas para operação de alto e ultra-alto vácuo. A pureza atmosférica muito alta da câmara do forno é alcançada porque a bomba remove facilmente partículas pesadas e lentas, como hidrocarbonetos, e mantém as altas velocidades necessárias para evacuar partículas leves e rápidas.
As bombas de difusão de óleo não contêm peças móveis. O princípio de operação é baseado no movimento rápido e descendente do vapor de óleo para remover as moléculas de ar para a bomba de pré-vácuo. Na parte inferior da bomba, o óleo é aquecido e evaporado para gerar o vapor de óleo necessário para esse processo. O vapor de óleo sobe e é conduzido para baixo novamente através de válvulas de spray. Um alto vácuo pode ser alcançado com uma velocidade de bombeamento muito alta; entretanto, algumas moléculas de óleo permanecerão na câmara do forno.
A bomba Roots é adequada para tratamento térmico na faixa de vácuo fino. A câmara de vácuo da bomba não é engraxada e consiste em dois plugues que giram um contra o outro. Os plugues são fabricados com muita precisão com uma lacuna extremamente pequena entre os plugues e as paredes da câmara de vácuo da bomba. Uma bomba de pré-vácuo é necessária para uso com a bomba de raízes.
A bomba de palhetas rotativas é uma bomba de pré-vácuo e é a bomba mais usada. Bombas rotativas de estágio simples ou duplo estão disponíveis. A bomba é usada para evacuação direta da pressão atmosférica e tem uma velocidade de rotação de aproximadamente 1500 rotações por minuto por meio de um tampão móvel radial. A câmara de vácuo da bomba é untada com óleo. Um vácuo bruto pode ser alcançado pela bomba de duplo estágio.
Mediante solicitação, sistemas de vácuo especiais podem ser configurados, por exemplo, se gases reativos forem usados, bombas sem lubrificação ou lubrificação especial são especificadas. Para aplicações especiais, podem ser fornecidas bombas de membrana, bombas criogênicas, bombas coletoras de íons e outras bombas.
A definição de pressão parcial é ter um fluxo de gás definido em uma pressão de vácuo definida dentro do forno. Para pressão parcial, um PLC Siemens com controlador de fluxo de massa e uma válvula de saída de gás ajustável são obrigatórios.
O fluxo e a pressão do gás de entrada podem ser ajustados pelo operador por meio do PLC. Um controlador de fluxo de massa controla o fluxo de gás. Uma válvula pneumática na frente da bomba de palhetas rotativas de duplo estágio abre e fecha de forma a manter a pressão de vácuo necessária dentro do forno. A pressão pode ser definida entre 10 e 1000 mbar. A pedido, outras bombas podem ser usadas para controle de pressão parcial, resultando em pressão mais baixa durante o fluxo de gás. Normalmente, bombas de palhetas rotativas de estágio único ou duplo são usadas para controle de pressão parcial do gás.
Desenho esquemático do arranjo de pressão parcial em um forno automático. O software ajusta o ângulo de abertura da válvula esférica de acionamento pneumático, de forma que a pressão medida pelo vacuômetro seja mantida durante o processo de tratamento térmico. Desta forma, a pressão de vácuo, bem como o fluxo de gás, podem ser ajustados individualmente pelo operador através do PLC.
Várias soluções de pós-combustão estão disponíveis para a maioria dos fornos. Para fornos com câmara de vácuo, o tratamento mais seguro dos gases de exaustão é o pós-combustor ativo com uma chama de metano ou propano. Recomendamos um tubo de saída de gás aquecido entre o forno e o pós-combustor para evitar a condensação dos gases de combustão ou pirólise. Com este conceito, é necessária uma manutenção mínima do sistema de exaustão, o que é uma solução conveniente para a produção.
Para fornos não estanques a gases e fornos de câmara, o uso de atmosferas modificadas é limitado. Ao purgar o gás inerte na câmara por meio de uma entrada de gás opcional, a atmosfera dentro do forno e do forno não atingirá valores baixos de oxigênio.
Na faixa de forno HTMA padrão de até 700 ° C, o nível de oxigênio pode ser reduzido para 50 ppm. Os fornos apresentam uma câmara interna estanque ao gás, totalmente soldada, duas válvulas de agulha com medidores de vazão e uma válvula de retenção como válvula de saída do gás.
Até 1150 ° C, sob pressão atmosférica, retortas metálicas estanques a gases para fornos de câmara padrão CWF e GPC estão disponíveis. A retorta metálica é selada por uma porta isolada com abertura frontal removível. As conexões de entrada e saída de gás são facilmente acessíveis na parte frontal. Os níveis de oxigênio até 30 ppm são alcançáveis. A retorta e o forno devem ser encomendados juntos, à medida que o forno é modificado para permitir o uso com e sem a retorta.
A retorta metálica possui uma tampa removível rasa que se localiza em um selo de areia no topo de uma base profunda e está disponível para fornos CWF e GPC padrão. As conexões de entrada / saída de gás montadas na frente estendem-se pelas fendas na porta do forno. A retorta e o forno devem ser pedidos juntos, pois o forno é modificado para permitir que seja usado com e sem a retorta.
Ladrilhos de carboneto de silício foram instalados neste forno padrão para proteger os elementos de aquecimento de amostras de gases de escape.
Sujeito a alterações técnicas e erros
