Nitrogén fortyog az alumínium - nitrogén nitrogén gyártása során
Az alumínium olyan fém, amelyet elsősorban kis szilárdsága miatt használnak szilárdsága miatt. Az alumínium feldolgozásakor azonban a szennyeződések bejutnak a szerkezetébe, gyengítve annak szilárdságát. Számos oka van, de a leggyakoribb a hidrogén jelenléte.
A hidrogéngáz folyékony alumíniumban oldódik, és ugyanolyan könnyen átjuthat rajta, mint a levegőn. Amint a folyékony fém lehűl és szerkezete megkeményedik, a hidrogén a nagynyomású helyekről az alacsony nyomású területekre jut.
A hidrogénatomok összeolvadva kis gázzsebeket hoznak létre, amelyek az alumínium megszilárdulásakor szennyeződésekké válnak, amelyek gyengítik a fém szerkezetét.
A nitrogénbuborékolás az az eljárás, amelynek során a hidrogént eltávolítják az olvadt alumíniumból.
Hogyan kerül a hidrogén az alumíniumba?
Feldolgozó kemencékben történő égetéssel, különféle eszközökkel, fluxusokkal és ötvözet-adalékokkal.
A leggyakoribb ok azonban a hidrogén behatolása az olvadt alumíniumba a légköri páratartalom miatt. A hidrogén oldódása a légköri páratartalom növekedésével nő.
A kiváló minőségű alumínium iránti igény növekszik, különösen a magas színvonalú iparágakban, például a repülésben. Következésképpen folyamatosan növekszik a hidrogén jelenlétének csökkentése az alumíniumban.
A hidrogén eltávolításának általános eljárása nitrogéngázbuborékok bevezetését jelenti a folyékony alumíniumba (nitrogénbuborékolás). A hidrogént vonzzák a nitrogénbuborékok, folyékony alumínium szállítja és felszabadul.
Az argon szintén hatékony ebben az eljárásban, de rendkívül magas költségei miatt a nitrogént széles körben használják.
A megolvadt alumíniumba nitrogéngázt vezetnek be egy forgó légcsavar vagy statikus cső segítségével. Ez utóbbi gazdaságosabb lehetőség, de kevésbé hatékony, mint a forgó propeller, különösen nagy páratartalmú környezetben.
A statikus cső az olvadt alumínium tartályba helyezett cső, ahol a nitrogénbuborékok közvetlenül a fémbe kerülnek. A környezeti páratartalomnak kitéve a nitrogénbuborékok áthaladnak az olvadt fém felületén, és több hidrogénné és oxigénné bomló nedvességet vonzanak, a hidrogént ezután újra felszívják alumíniummá.
Forgó propeller - a felület megnövekedésével hat, amelyen keresztül nitrogéngázt vezetnek be az olvadt fémbe. A rotoros légcsavaron eloszló nitrogénbuborékok az olvadt alumínium nagyobb részét fedik le, és több hidrogént gyűjtenek össze.
Az a kis felület, amelyen keresztül a nitrogén eloszlik a fémben, lehetővé teszi, hogy a légköri páratartalom miatt kevesebb hidrogén kerüljön újra alumíniumba.
A buborékoltatáshoz szükséges nitrogén két forrásból áll rendelkezésre: nyomástartó palackokban tárolt vagy helyi forrásból (nitrogéngenerátorból) előállított nitrogén. A 200 bar nyomás alatt álló palackokban szállított nitrogént frakcionált desztillációval állítják elő, és számos hátránya van.
A helyi nitrogéntermelés hatékony és fenntartható termelési alternatíva, jelentősen csökkentve az energiaköltségeket - részletesen a Parker fehér könyvben.