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選擇真空爐設(shè)備時的注意事項
2024-09-13
投資新真空爐設(shè)備時需要考慮許多因素。雖然價格顯然很重要，但買家還應(yīng)評估許多詳細(xì)的設(shè)計和其他技術(shù)考慮因素，以確保他們選擇最適合其需求的設(shè)備。
A) 熱區(qū)有效工作面積和承重能力
有效工作區(qū)：應(yīng)根據(jù)要處理的最大部件或負(fù)載大小來選擇有效工作區(qū)。不要購買比所需更大的熔爐，因為這樣會增加運營成本，并導(dǎo)致投資經(jīng)濟不可接受的情況。另外，請記住，使用圓形熱區(qū)，可以容納更寬或更高的部件。
爐床重量容量：通常，爐子的重量容量是根據(jù)給定工件尺寸和特定操作溫度下可處理的最大預(yù)計負(fù)載重量來指定的。重要的是，應(yīng)包括特定高溫下的最大負(fù)載重量，以確保爐床設(shè)計正確。
B) 溫度考慮
最高溫度：大多數(shù)制造商將爐子的工作溫度定為 2400°F。我們提供的爐子最高工作溫度為 2650°F。這對于清理周期很重要，有助于確保熱區(qū)的長期運行。此外，如果特定工藝需要更高的溫度，則可提供額外的溫度能力。
溫度均勻性：在爐子操作范圍內(nèi)聲明完整的操作均勻性非常重要，因為可能會有較低范圍的應(yīng)用。我們對爐子聲明如下：
+/‐ 20°F，300‐600°F，符合 AMS 2750D，4 級
+/‐ 15°F，600-900°F，符合 AMS 2750D，3 級
+/‐ 10°F，900-2500°F，符合 AMS 2750D，2 級
熱區(qū)溫度均勻性：這顯然取決于絕緣設(shè)計和各種熱區(qū)組件和氣體流動模式所需的開口。一些熱區(qū)設(shè)計難以滿足均勻性要求，因為間隙或開口不可接受，尤其是在后部有擋板的氣體出口處。 此外，由于熱區(qū)前后熱損失不一致，必須至少有三個加熱區(qū)才能正確調(diào)整和調(diào)節(jié)功率輸入。
C) 熱區(qū)建設(shè)
絕緣包：根據(jù)對各種絕緣組合的功率損耗研究，已確定最可接受的絕緣包由 0.040 Flexshield 面層和 4 層 0.5 英寸石墨氈組成，全部安裝在 0.090 英寸厚的 304 不銹鋼支撐結(jié)構(gòu)中。注意：對于某些應(yīng)用，特別是在高溫下的長循環(huán)，我們將添加第五層石墨氈，以進(jìn)一步減少熱區(qū)損耗并降低功耗。
加熱元件：我們的爐子采用彎曲石墨類型，ISO-63.原裝和替換元件的電阻平衡且匹配。最重要的是，元件的電阻要匹配得當(dāng)，以最大限度地減少潛在的溫度均勻性問題。
工作支撐軌道：這些軌道通常由鉬垂直構(gòu)件支撐的重型石墨軌道組成。軌道頂部開槽，以便插入鉬桿，從而最大限度地減少負(fù)載接觸反應(yīng)的可能性。此外，軌道下方和軌道之間留有足夠的間隙，以方便卡車裝載。
加熱元件絕緣體：爐子必須具有出色且經(jīng)過驗證的電氣絕緣效果。絕緣體還應(yīng)避免受到污染蒸汽的影響。
加熱元件指示器：熱區(qū)的每個加熱區(qū)前面板都安裝有電流和電壓表，可在爐子需要時進(jìn)行簡單、容易的比例微調(diào)。
地面燈指示器：這些指示器可以對元件和電熱區(qū)絕緣體進(jìn)行簡單的服務(wù)檢查。
D) 真空爐的真空性能
應(yīng)要求使用下面所述的值和時間來作為確定爐子性能的基礎(chǔ)：
極限真空：對于擴散泵爐，極限真空將在 10-6 Torr 范圍內(nèi)。對于僅使用機械泵/鼓風(fēng)機組合的爐子，極限真空將為 20 微米汞柱或更高。
工作真空：使用擴散泵時，工作真空將在 10-5 Torr 范圍內(nèi)。不使用擴散泵時，工作真空將在 50-60 Micron Hg 范圍內(nèi)。
抽真空至高真空交叉點的時間：大約 10 分鐘。
抽氣至 1 x 10-4 Torr 的時間：約 15 分鐘。
熔爐泄漏率：小于 5 微米/小時。最重要的是，任何熔爐的泄漏率都必須明確規(guī)定，并保證其能夠正常、清潔地運行。
E) 真空系統(tǒng)部件
機械泵：
真空鼓風(fēng)機泵：
擴散泵：
主真空閥：提升閥，直角型。
真空粗抽端口：我們建議直接抽真空至爐腔。雖然這意味著爐腔上有一個額外的端口，但它提供了直接抽真空的通道，而無需通過擴散泵高真空閥。
F) 爐腔設(shè)計
基本結(jié)構(gòu)：該室采用 A36 級鋼材制造，符合 ASME 規(guī)范第 8 節(jié)的規(guī)定。它采用標(biāo)準(zhǔn)雙壁設(shè)計，可確保整個主結(jié)構(gòu)和頭部的適當(dāng)水循環(huán)。
爐門設(shè)計：我們提供高壓釜式設(shè)計的爐子，配有旋轉(zhuǎn)環(huán)和標(biāo)準(zhǔn) Buna-N 型 O 形環(huán)。高壓釜移動時提供防護(hù)罩，以保證人員安全。門是手動操作的，操作員可以在門關(guān)閉時看到正在發(fā)生的事情。
G) 氣體冷卻系統(tǒng)
內(nèi)部/外部：每種冷卻系統(tǒng)都有優(yōu)點和缺點。外部冷卻系統(tǒng)可以更輕松地接觸熱交換器和驅(qū)動電機，但會占用額外的地面空間。將內(nèi)部氣體冷卻系統(tǒng)安裝在真空范圍內(nèi)，無需任何驅(qū)動電機軸旋轉(zhuǎn)密封件。旋轉(zhuǎn)密封件容易發(fā)生泄漏、早期故障，并且很難更換。我們還使用標(biāo)準(zhǔn)型號的驅(qū)動電機。
降壓變壓器：我們使用這個 460V 至 230V 的變壓器來最大限度地降低 460 伏電機出現(xiàn)電弧問題的可能性。
氣體噴嘴：遍布熱區(qū)主要部分和前門的機械加工錐形石墨噴嘴可加速氣體流動，如果需要更換，可以輕松拆卸。
H) 電源
1)電源類型：SCR型干式電源，控制柜內(nèi)配有功率調(diào)整控制， 消除了電力變壓器內(nèi)水污染和由此導(dǎo)致的任何流動問題的可能性。
I) 電氣和控制
控制柜：我們傾向于將電氣控制裝置安裝在一個標(biāo)準(zhǔn)的 6' x 6' 標(biāo)準(zhǔn) NEMA 12 機柜中，該機柜符合 NFPA 70 標(biāo)準(zhǔn)并包含集成的主電氣開關(guān)聯(lián)鎖裝置。
控制和儀表：我們的真空爐的操作和功能應(yīng)易于使用。我們的爐子采用用戶友好的觸摸屏功能，可以持續(xù)控制和監(jiān)控爐子狀態(tài)和操作。
熱電偶：大多數(shù)熔爐制造商已將“S”型熱電偶標(biāo)準(zhǔn)化，用于控制和超溫。通常，帶有適當(dāng)插孔面板的“K”型熱電偶用于工作監(jiān)控和測量。
J)其他關(guān)鍵領(lǐng)域
氣體回填閥：指定此閥對于確保氣體回填的正確性和可靠性非常重要。我們的熔爐使用標(biāo)準(zhǔn) ASCO 型閥門。
分壓操作：在許多工藝周期中，正確控制分壓是最重要的。我們的爐子設(shè)計為自動控制從 500 微米汞柱到 10 托。 在工藝過程中，控制在 1 托以上很重要，因為工藝溫度超過 1800°F 時需要減少鉻和銅的蒸發(fā)。
水冷要求：任何設(shè)備規(guī)格都應(yīng)說明循環(huán)加熱和冷卻階段所需的水流量。壓力調(diào)節(jié)器應(yīng)包含在爐子和支撐管道上。此外，所有關(guān)鍵管線上都應(yīng)提供水流指示器。
加熱和冷卻速率：應(yīng)說明將空爐從環(huán)境溫度加熱到 2000°F 的時間。我們通常指定 5 分鐘。此外，還應(yīng)定義空爐冷卻速率。我們通常規(guī)定從 2000°F 到 200°F 需要 5 分鐘的時間。
短路電流額定值(SCCR)：重要的是，爐子的設(shè)計和額定值應(yīng)能夠接受可能出現(xiàn)的短路電流工廠條件。
安裝短路額定值 (SCCR) 低于電力服務(wù)可用故障電流的電氣設(shè)備不僅存在安全隱患，還違反了國家電氣規(guī)范。
K) 裝運前測試
每臺熔爐的制造都必須完全滿足客戶的要求和期望。這些要求通常寫在“設(shè)備規(guī)格”文件中，該文件將成為整個采購訂單文件的一部分。
該規(guī)范不僅應(yīng)突出所需的各種硬件組件，還應(yīng)突出設(shè)備預(yù)期的整體性能。
為了證明熔爐的性能符合客戶的預(yù)期，應(yīng)對系統(tǒng)進(jìn)行全面徹底的測試。這些測試包括：
完成所有相關(guān)組件和系統(tǒng)的電氣檢查和“調(diào)試”。
加熱設(shè)備以顯示最佳加熱溫度(烘烤)。
完整的溫度均勻性調(diào)查 (TUS) 可說明整個熱區(qū)的均勻性。
氣體冷卻演示以確認(rèn)爐子所需的冷卻速度。
規(guī)范所要求的其他特定測試。
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