Viene presentato un protocollo per la misurazione dei tassi di degassamento dell'idrogeno dalle normali camere a vuoto in acciaio utilizzando il metodo del tasso di aumento della pressione.
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Articolo metodologico
Viene presentato un protocollo per la misurazione dei tassi di degassamento dell'idrogeno dalle normali camere a vuoto in acciaio utilizzando il metodo del tasso di aumento della pressione.
Acciai sono comunemente utilizzati materiali nella fabbricazione di sistemi di aspirazione a causa delle loro buone proprietà meccaniche, corrosione, ed a vuoto. Una varietà di acciai soddisfa il criterio del basso degassamento necessaria per le applicazioni ad alta o ultraelevati vuoto. Tuttavia, un dato materiale può presentare diversi tassi di degassamento seconda procedimento di fabbricazione o vari processi di pretrattamento coinvolte durante la fabbricazione. Così, la misurazione dei tassi di degassamento è altamente desiderabile per un'applicazione specifica sottovuoto. Per questo motivo, l'aumento della velocità di pressione Metodo (ROR) è spesso utilizzato per misurare il degassamento dell'idrogeno dopo bakeout. In questo articolo, viene fornita una descrizione dettagliata della progettazione e l'esecuzione del protocollo sperimentale coinvolti nel metodo RoR. Il metodo RoR utilizza un misuratore rotore di filatura per minimizzare gli errori che derivano dal degassamento o l'azione di pompaggio di un vacuometro. I tassi di degassamento dei due acciai ordinari (acciaio inox e mILD acciaio) sono stati misurati. Le misurazioni sono state effettuate prima e dopo il pretrattamento termico degli acciai. Il pretrattamento termico di acciaio è stata eseguita per ridurre il degassamento. Estremamente bassi tassi di degassamento (dell'ordine di 10 - 11 Pa m 3 sec - 1 m - 2) possono essere misurati di routine utilizzando relativamente piccoli campioni.
Acciai sono abitualmente utilizzati nella costruzione a causa delle loro buone proprietà meccaniche. Alcuni acciai (acciai ferrosi, in particolare) sono preferiti materiali per applicazioni con il vuoto. A seconda del tipo e grado, questi acciai hanno tassi di degassamento sufficientemente basse essenziali per alto vuoto (HV, 10 - 7 <10 - 5 PA) o ultra alto vuoto (UHV, 10 -10 <<10 p - 7 Pa) sistemi . Inoltre, la vasta ricerca è stata condotta verso lo sviluppo di procedure speciali di pretrattamento che riducono degassamento 1-3. Le misure di pretrattamento sono stati progettati per ridurre al minimo l'investimento di pompaggio o per migliorare il vuoto da HV a UHV o da UHV a estremo-alto vuoto (p <10 - 10 Pa).
Sebbene siano stati proposti molti metodi pratici per ridurre il ratto degassamentoe di acciai ferrosi, metodi recenti sono focalizzati sulla riduzione del tempo e la temperatura richiesta per ottenere un tasso di degassamento inferiore. Il trattamento termico a 350 ° C-450 ° C anziché vuoto cottura a 800 ° C-950 ° C, è un buon esempio di questo approccio. 1,4,5 Inoltre, scegliendo il materiale ideale per un'applicazione specifica vuoto è critica; per esempio, selezionando un materiale ferritico con un tasso molto basso degassamento per uso in schermatura del campo magnetico. 6,7
Nel corso di tali indagini, precisa misurazione del tasso di degassamento è un prerequisito per la proiezione di materiali candidati o la verifica dell'efficacia delle varie procedure di pretrattamento. 8,9 Le tecniche sperimentali più comuni utilizzate per la misura di degassamento sono il throughput e della velocità di pressione metodi aumento. 10 Recentemente, sono stati condotti vari esperimenti per misurare il tasso di idrogeno degassamento basato sul metodo RoR utilizzando centrifugamanometro rotore ning (SRG). 1, 11-13 Il metodo RoR utilizzando SSR è molto adatto per la misurazione molto bassi tassi di degassamento idrogeno che spesso limitano la pressione più bassa realizzabile in un sistema di aspirazione in acciaio. Questo perché la SSR ha pompaggio trascurabile o azione degassamento. Inoltre, la SSR ha anche un'eccellente precisione e una buona linearità in alto vuoto e la gamma di vuoto ultra-alta. 14
Dato che la letteratura pubblicata su esperimenti RoR è limitata, vale la pena di descrivere i dettagli sperimentali per sviluppare una più profonda comprensione del metodo. In questo articolo il video, si descrive in dettaglio il processo di creazione l'esperimento e fornire istruzioni dettagliate per eseguire misure di degassamento con il metodo RoR. Per dimostrare l'efficacia del metodo, i tassi di degassamento dei due acciai comunemente utilizzati (acciaio inox 304 e S20C acciaio dolce) sono stati misurati prima e dopo un trattamento di preriscaldamento per ridurre il outgassin idrogenotasso g. I valori pre e post-trattamento sono stati confrontati. I risultati tipici sperimentali utilizzando piuttosto semplice impostazione vengono presentati per dimostrare l'efficacia del metodo ottimizzato per valutare bassi tassi di degasaggio idrogeno.
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Attenzione: Si prega di seguire tutte le procedure di sicurezza appropriate, mentre l'assemblaggio dei attrezzature e campioni camere. Si prega di indossare dispositivi di protezione individuale (occhiali, guanti, scarpe di sicurezza, etc.).
1. Realizzazione di una camera per campioni vuoto
2. Realizzazione del forno
3. apparato sperimentale per RoR Misure
4. Misura di degassamento Tariffe
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Come previsto, il gas residuo dopo la bakeout era principalmente idrogeno. 7 L'aumento di pressione misurata usando l'SSR era lineare per un lungo periodo di tempo (Figura 5). Così, l'effetto riassorbimento potrebbe essere trascurabile e il tasso di degassamento intrinseca (q) per gli acciai testati in questo studio può essere valutata utilizzando il metodo RoR. 10 I dati di aumento della pressione misurati sono stati analizzati...
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Numerosi metodi per la misurazione dei tassi di degassamento sono stati riportati in letteratura. Metodi sperimentali includono il throughput, la modulazione della conduttanza, due-path, RoR, e le variazioni di questi metodi. Tuttavia, nessuno metodo è ideale per ottenere i dati necessari degassamento. 10 Il metodo RoR utilizzando SSR, tuttavia, è diventato il metodo di scelta per la misurazione di materiali a basso degassamento. 11-13 SRG 17 è spesso usato come standard secondario nei s...
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Gli autori non hanno alcun conflitto di interessi da dichiarare.
Questo lavoro è stato supportato congiuntamente dal Programma del Centro di Ricerca Convergente attraverso il Ministero della Scienza, delle TIC e della Pianificazione Futura, Corea (NRF-2014M3C1A8048817) e dal Programma di Convergenza R&D di NST (Consiglio Nazionale delle Ricerche di Scienza e Tecnologia) della Repubblica di Corea (CAP-14-3-KRISS).
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| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Camera di campionamento | |||
| Acciaio inossidabile, 304 | POSCO (www.posco.co.kr) | ||
| Acciaio dolce, D3752 | Xiangtan Iron& Steel co.,LTD (http://www.hnxg.com) | ||
| Acciaio dolce, D3752 | SeAh Besteel (www.seahbesteel.co.kr) | ||
| Name | Company | Codice catalogo | Comments |
| >Cleaning | |||
| Cleaning bathCleaning | Samill IDS | Pulizia ad ultrasuoni, riscaldamento, timer, controllo della concentrazione | |
| Acetone | Samchun Chemical (www.samchun.com) | A1759 | Grado HPLC (99,7%) |
| Tekusolv | NCH Co. (www.nch.com) | 0368-0058J | Solventi |
| Detergente BN | Tecnologie per superfici Henkel (na.henkel-adhesives.com) | 6610263775 | Alcalino, pH 13 |
| Etanolo | Fisher Scientific (www.fishersci.com) | A995-4 | Reagente HPLC (99,9%) |
| Acqua deionizzata (Electro deionizer SYSTEM) | A.T.A (www.atagroup.co) | SISTEMA | |
| Liquido N2 gas | Hanyoung (www.gasmaster.co.kr) | B/T 176 L | LN2 dewar, purezza 99.999% |
| Name | Company | Numero catalogo | Comments |
| Welding | |||
| Macchina per l'avvolgimento a gas inerte di tungsteno | Thermal Arc (www.victortechnologies.com/thermalarc) | 400GTSW | Preflusso e postflusso del gas Ar 8 L/min, riflusso 5 L/min |
| dima di tornitura | Vactron (www.vactron.co.kr) | Su ordinazione | ordinazione |
| Ar gas | Lindekorea (www.lindekorea.com) | Purezza 99,999% | |
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Comments |
| Test di tenuta | |||
| Rilevatore di perdite | Adixen (www.adixen.fr/en/) | ASM380 | Velocità di pompaggio (aria): 9,7 L/sec |
| Gas He | Lindekorea (www.lindekorea.com) | Purezza 99,999% | |
| Name | Azienda | Numero di catalogo | Comments |
| Vacuum equipment | |||
| Spinning rotor gauge | MKS Instruments (www.mks.com) | SRG-3 | Controller, testa e ditale Set |
| Oscilloscopio | Tektronix (www.tek.com) | TDS2012B | |
| Analizzatore di gas residulare | Balzers | QMA200 | m/e 0-100 |
| TMP (HiPace 80) | Pfeiffer Vuoto (www.pfeiffer-vacuum.com) | PMP03941 | Velocità di pompaggio (N2): 67 L/sec |
| Pompa a spirale | Anest Iwata (www.anest-iwata.co.jp) | ISP 90 | Velocità di pompaggio (Aria): 1,8 L/sec |
| Valvola ad angolo chiuso facile in metallo (CF35) | VAT Inc. (www.vatvalve.com) | 54032-GE02-0002 | Flangia girevole |
| Valvola ad angolo ( KF25) | MDC Vacuum Inc. (www.mdcvacuum.com) | KAV-100 | |
| Nome | Company | Numero di catalogo | Comments |
| Controllo della temperatura | |||
| Chiller | JEIO Tech (www.jeiotech.com) | RW-2025G | |
| Linea di raffreddamento | LS Metal (www.lsmetal.biz) | C1100 | Bobina avvolta di livello, diametro 10 mm |
| Controllori del riscaldatore | HMT | Su ordinazione | Controllore del programma di cottura |
| Nastri riscaldanti elettrici Calore | vivace (www.briskheat.com) | ||
| Termocoppia (tipo K) | Miraesensor (www.miraesensor.com) | MR-2290 | |
| Multimetro portatile | Saehan (www.saehan.co.kr) | 3234 | |
| Registratore dati (Temp.) | Yokogawa (www.yokogawa.com) | GP10-1E1F-UC10 |
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