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Efeitos
do Vácuo
Os efeitos de tratar componentes em
um vácuo são dois:
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A Pressão parcial
na região meio-elevada do vácuo do ar residual
no forno, particularmente O - H O
significativamente é reduzido e fornecerá um
ambiente aos componentes do processo com quase
nenhuma oxidação superfícial. A redução do
nitrogênio residual (N) é também benéfica para
os materiais, que dariam forma de outra maneira
a nitritos.
-
A Decomposição de
óxidos existentes na superfície dos componentes
pode ocorrer dependendo da temperatura e do tipo
do material.
Equipamento Mecânico
Fornos à
vácuo tem muitos formatos mecânicos diferentes,
desenvolvidos com componentes comuns, tais como:
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Trabalhe parte de uma câmara ou câmaras
múltiplas geralmente com os protetores de calor
(resfriadores de água) carregando e transferindo
o mecanismo de revestimento
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Feitos
de placa de grafite ou material para alta
temperatura
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Forno
construído de grafite ou outro de aquecimento,
freqüentemente ou alternativamente molibdênio ou
material para alta temperatura acima de 1.000°
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Sistema
de bomba de vácuo
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Controle parcial de pressão
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Ventilador opcional ajudando a circulação em
processos do recozimento
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Aquecimento por e/ou gás/ com ventilação
forçada
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Sistema
de controle
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Sistema
de resfriamento
O conceito celular de processamento
do vácuo está tornando-se mais difundido com as
disposições da multi-célula, usadas para integrar o
tratamento térmico no chão de fábrica e de
manufatura.
Uma simples fornada típica da câmara
é mostrada na figura 1.
Sistema
de controle
Cada parte do ciclo de processo exige
características específicas de controle.
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Controladores programáveis de
forno para acomodar, arranjar em seqüência e
monitorar as ações digitais e de bloqueios
totais do forno.
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Sistema de controle seguencial da
bomba de vácuo.
O ciclo de bombeamento do vácuo
requer que o sistema de controle conecte-se com os
tipos múltiplos de ponto baixo, médios e altos do
calibre do vácuo. As bombas mecânicas e a bomba de
vácuo de alto vapor, necessitam ser ajustadas em
seqüência de maneira controlada para assegurar-se de
que o forno seja purgado corretamente sem os danos a
vazão das bombas ou da parte traseira de óleo na
câmara de trabalho. A seqüência é processada
comparando o valor real da linha do revestimento
protetor ou da pressão da câmara à série de
setpoints da pressão na escala elevada média do
vácuo. A seqüência pode também incluir,
temporizadores de taxa da eficiência da bomba,
algoritmos testando saída analisando a taxa de
escape assim como o inter travamento do processo e o
calefator do forno.
3. Controladores
programáveis para Tratamento Térmico
Os ciclos de tratamento térmico à vácuo são
freqüentemente complexos e requerem perfis múltiplos
de estágio. Estes perfis são definidos de encontro
às especificações dos materiais e componentes,
atendendo às receitas controladas.
Os perfis
da programação de temperatura são freqüentemente os
segmentos múltiplos excedentes realizados onde o
controle exato necessita ser mantido durante as
regiões de calor preto e de calor incandecente. O
ciclo seguirá mais freqüentemente taxas de
aquecimento definidas e os períodos de interrupção,
dependendo do processo de tratamento a ser
realizado. As rotinas especiais de otimização do
controle para tratar automaticamente da variação no
ganho do processo para grandes cargas, podem
conduzir aos tempos de ciclo, e à qualidade de
produtos melhorados.
Sendo o
tratamento térmico um processo científico é
importante se assegurar de que o processo siga o
perfil definido, e os mecanismos especiais devam ser
empregados para eliminar perdas e para fornecer a
tolerância e a conformidade do termopar.
A pressão
parcial pode ser controlada dentro da câmara de
trabalho adicionando um fluxo controlado de gás
inerte de elevada pureza. Desde que alguns materiais
têm pressões relativamente elevadas de vapor,
exibirão sinais da evaporação na superfície no meio
a níveis elevados de vácuo. A finalidade do controle
de pressão parcial é levantar o nível da pressão da
câmara da área de trabalho, para impedir o efeito de
maneira prejudicial.
No
processo de resfriamento, o vácuo ou refrigerador de
Gás-Gás/ventilador são exigências comuns.
A maioria
dos fornos modernos incluem trocadores de calor
altamente eficientes e ventiladores de refrigeração
rápidos para ajudar a refrigerar e para finalizar o
processo. O fornos são projetadas para operar em
pressões traseiras maiores do que 10Bar e a
seqüência deve fornecer o controle desta parte do
ciclo.
Alguns
ciclos do forno fazem também o uso do enchimento
traseiro com gás inerte ou o uso de ventiladores da
circulação forçada durante o processo do
aquecimento, isto é ajudar a transferência de calor
abaixo da escala do calor radiante. Para instalações
que o óleo opcional resfria o sistema podem ser
construído no projeto.
Um perfil
típico simples é mostrado na figura 3.
4. Controle elétrico de potência
Os
calefatores do forno à vácuo são feitos de grafite,
de molibdênio ou ocasionalmente de outras ligas para
alta temperatura, operam nas tensões mais baixas que
as principais disponíveis e são conectados
geralmente à fonte através de um transformador ou de
um reator saturável.
O material
do elemento não deve ser exposto a uma atmosfera de
oxidação, deve estar na temperatura e os bloqueios
especiais de pressão no controlador de vácuo estão
empregados para impedir isto. Os controladores de
potência do tiristor são usados para dar os melhores
resultados quando os aquecedores são acoplados à
fonte através de um transformador.
5. Relação com medidores do vácuo
Uma
consideração especial necessita ser feita sobre a
relação do sistema de controle com vários tipos de
medidores do vácuo que estão disponíveis.
Os
medidores modernos tendem a ser da escala larga ou
do tipo ativo onde a extensão da saída é escalada
para coincidir com uma escala logarítmica definida
do vácuo. As soluções de controle de Eurotherm
empregam a linearização padrão da entrada para
acomodar muitos medidores industriais de vácuo, e
onde os novos são usados com uma técnica simples
disponível para recalcular a linearização requerida.
Os
medidores ativos típicos são:
Atmosfera
ao vácuo médio 10E0 a 10E-4; Medidores de Pirani;
Medidores do Termopar; e medidores de tensão
Vácuos na
escala 10E-2 a 10E-9, medidores do íon; e medidores
invertidos do magnetron.
Os
medidores da escala alta ou cheia empregam mais de
uma técnica de medição mas têm uma saída contínua
através da escala 10E0 a 10E-9.
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