Page 37 - SHY2012

Basic HTML Version

6/2007
[ www.shy-hitsaus.net ]
35
Kuva 1: Huuhteluaika kumiletkulle.
W. Kroemmer, P. Heinrich ja
Jyrki Honkanen
Monipuolisten mahdollisuuksiensa ansiosta terminen ruis-
kutus on vakiinnuttanut asemansa laajalla alueella teolli-
suudessa.
Uusia sovelluksia haettaessa kiinnitetään usein huomiota
vain yksittäisiin tekijöihin. Prosessia täytyy katsoa kuitenkin
kokonaisuutena, jotta siitä saadaan täysi hyöty irti. Usein
puhutaan vain kustannuksista ja ehkä erityisesti kaasukus-
tannuksista. Kuitenkin juuri siellä on lähes rajaton määrä
mahdollisuuksia vaikuttaa positiivisesti prosessiin.
Kaasujen puhtausvaatimukset
Kaasun puhtaus räätälöidään aina vastaa-
maan prosessia ja sen vaatimuksia. Erot
voidaan tehdä läpinäkyvimmiksi käyttämällä
vetyä esimerkkinä. Sitä käytetään happi-polt-
tokaasu prosesseissa, mutta se on myös
erittäin tärkeä komponentti plasmaruisku-
tuksessa (taulukko 1). Plasmaprosesseissa
molekyyliset kaasut, kuten vety, ovat ratkai-
sevassa asemassa suuren energiasisällön,
entalpian, saavuttamisessa. Tämä johtuu
näiden kaasujen varastoimasta dissosiaa-
tioenergiasta.
Kaasujen puhtaus, samoin kuin kaasunja-
keluverkoston puhtaus ja kunto vaikuttavat
oleellisesti plasmapolttimen elektrodin käyt-
töikään. Epäpuhtaudet voivat vahingoittaa ka-
todia, eli volframielektrodia. Happi hapettaa
volframia volframioksidiksi. Tämä prosessi
alkaa noin 500°C:ssa (katodin lämpötila n.
2500°C - 2800°C) ja reaktionopeus kasvaa
kaksinker taiseksi jokaista 10°C kohden.
Hidastaakseen tätä tapahtumaa laitevalmis-
tajat suosittelevat plasmakaasun puhtau-
deksi 4.6 (99,996%). Elektrodien käyttöiän
pidentämiseksi 5.0 (99,999%) puhtautta
käytetään usein. Puhtausero on huomttava.
4.6 laadussa epäpuhtauksien määrä, kuten
esim. kosteus, on korkeintaan 5 ppm, mutta
5.0 laadussa korkeintaan 3 ppm [1] [3].
Jakeluverkostoon ker tyvä kosteus on erityi-
sen haitallista. Heti kun vesi dissosioituu,
muodostuu erittäin reaktiivisia happiatomeja.
Puhtaita plasmakaasuja käytettäessä täy-
tyy asennuksissa huomioida eräitä tärkeitä
seikkoja, kuten huuhdeltavat säätimet, me-
talliputkistot ja erikoisletkut. Huuhteluaika
ennen prosessin aloitusta on myös merkittä-
vä. Kuva 1 esittää, kuinka pitkä huuhteluaika
vaaditaan 10 m kumiletkulle, että vaadittu
puhtaustaso saavutetaan. Testi tehtiin kah-
deksan tunnin tauon jälkeen.
Happi-polttokaasuprosesseissa, kuten lanka-
ja jauheruiskutus sekä HVOF, vetyä käyte-
tään esimerkiksi vähentämään hapettumista.
Puhtaustaso on tällöin luokkaa 2.8, mikä on
riittävä tällaisille prosesseille.
HVOF ruiskutuksen polttokaasut
Normaalisti termisessä ruiskutuksessa käy-
tetään polttokaasuna asetyleeniä, eteeniä,
propaania, propyleeniä tai vetyä. Polttokaasut
voivat vaikuttaa pinnoitteen laatuun merkittä-
västi. Näiden polttokaasujen palo-ominaisuu-
Kaasut termisessä ruiskutuksessa
Taulukko 1
Taulukko 1: Termisessä ruiskutuksessa käytetyt kaasut.