 | Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . ( май 2010 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) |
Пористость газообразного водорода - это дефект алюминиевой отливки в виде пористости или пустот в алюминиевой отливке, вызванный высоким уровнем газообразного водорода (H 2 ), растворенного в алюминии в жидкой фазе . Растворимость водорода в твердом алюминии намного меньше , чем в жидком алюминии. Когда алюминий замерзает, часть водорода выходит из раствора и образует пузырьки, создавая пористость в твердом алюминии.
Алюминиевые заводы хотят производить высококачественные алюминиевые отливки с минимальной пористостью. Водородная пористость может быть уменьшена за счет уменьшения количества водорода в жидком алюминиевом сплаве путем дегазации или барботирования . (Иногда намеренно поддерживается небольшая концентрация водорода; некоторая очень мелкая водородная пористость может быть предпочтительнее внутренних пустот, вызванных усадкой.) Направленное затвердевание может привести к попаданию примесей на один конец отливки.
Проблема водорода [ править ]
Водород образуется всякий раз, когда расплавленный алюминий контактирует с водяным паром, и легко растворяется в расплаве. Газ имеет тенденцию выходить из раствора и образует пузырьки при затвердевании расплава.
Вредные эффекты, возникающие из-за избытка растворенного водорода в алюминии, многочисленны. Водород вызывает пористость в алюминиевых изделиях, что приводит к множеству дефектов литья, снижению механических свойств, таких как усталость, и снижению коррозионной стойкости. Несколько методов используются для уменьшения количества растворенного водорода из расплава, например, флюсование в печи перед процессом разливки или использование поточного оборудования для дегазации [1] во время процесса разливки.
Прямое измерение водорода [ править ]
Затем требуется оперативный метод измерения водорода в алюминии для определения характеристик и оптимизации процесса, который помогает гарантировать качество выходящих продуктов и контролирует производительность этих процессов дегазации. Традиционные лабораторные методы, такие как горячая экстракция , слишком дороги для повседневного контроля качества и слишком медленны для эффективного управления процессом . Испытание пониженным давлением (RPT) часто используется в литейных цехах. RPT - это полуколичественный метод с ограниченной точностью, который обеспечивает указание уровня водорода.
Анализатор водорода [ править ]
Анализатор водорода [2] может использоваться для прямого измерения водорода в жидком алюминии. Прямой мониторинг водорода возможен с использованием технологии количественного измерения в реальном времени, основанной на замкнутом методе рециркуляции газа через пористый керамический зонд.
С момента внедрения в 1989 году этот метод рециркуляции газа все чаще используется крупными производителями алюминия. [3]
Примером анализатора для прямого измерения водорода в жидком алюминии является Accurity. Он работает с зондом, погруженным в жидкий алюминий, и использует метод рециркуляции с обратной связью.
Принцип работы [ править ]
Рециркуляция с замкнутым контуром - это проверенный метод прямого контроля водорода в расплавленном алюминии. Небольшой объем газа-носителя, обычно азота, вводят в контакт с расплавом посредством погруженного зонда и непрерывно рециркулируют в замкнутом контуре до тех пор, пока содержание в нем водорода не достигнет равновесия с давлением пара H 2 в расплаве. Концентрация H 2 в газе измеряется и преобразуется в показания концентрации газа в металле. Этот метод является быстрым, воспроизводимым и точным, и его можно использовать онлайн на заводе.
Количество H 2 в газовой петле прибора определяется датчиком теплопроводности , который обеспечивает высокую воспроизводимость и широкий диапазон измерения.
Ссылки [ править ]
- ^ Бернд Приллхофер, Хольм Бёттчер, Разработка и практические рабочие характеристики нового рабочего колеса для обработки металлов в литейных / выдерживающих печах, Легкие металлы, 2009 г., Общество минералов, металлов и материалов.
- ^ Питер Д. Уэйт, УЛУЧШЕННОЕ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЕ ПОНИМАНИЕ КОМПАКТНОГО ДЕГАЗАТОРА ALCAN, Light Metals 1998, The Minerals, Metals and Materials Society, 1998, pp 791-796
- ^ Измерения водорода на месте в жидких литейных сплавах Al-Si, Флоренс Парай, Университет Макгилла
