Dokezo la Mhariri: Pharmaceutical Online inafurahi kuwasilisha makala hii yenye sehemu nne kuhusu kulehemu kwa mzunguko wa mabomba ya bioprocess na mtaalamu wa tasnia Barbara Henon wa Arc Machines. Makala hii imechukuliwa kutoka kwa uwasilishaji wa Dkt. Henon katika mkutano wa ASME mwishoni mwa mwaka jana.
Zuia upotevu wa upinzani wa kutu. Maji safi sana kama vile DI au WFI ni kichocheo kikali sana cha chuma cha pua. Zaidi ya hayo, WFI ya kiwango cha dawa huzungushwa kwa joto la juu (80°C) ili kudumisha utasa. Kuna tofauti ndogo kati ya kupunguza halijoto ya kutosha kusaidia viumbe hai vinavyoua bidhaa na kuongeza halijoto ya kutosha kukuza uzalishaji wa "rouge". Rouge ni filamu ya kahawia yenye umbo tofauti linalosababishwa na kutu wa vipengele vya mfumo wa mabomba ya chuma cha pua. Uchafu na oksidi za chuma zinaweza kuwa vipengele vikuu, lakini aina mbalimbali za chuma, chromium na nikeli pia zinaweza kuwepo. Uwepo wa rouge ni hatari kwa baadhi ya bidhaa na uwepo wake unaweza kusababisha kutu zaidi, ingawa uwepo wake katika mifumo mingine unaonekana kuwa hafifu.
Kulehemu kunaweza kuathiri vibaya upinzani wa kutu. Rangi ya moto ni matokeo ya nyenzo zinazooksidisha zilizowekwa kwenye welds na HAZs wakati wa kulehemu, ni hatari sana, na inahusishwa na uundaji wa rouge katika mifumo ya maji ya dawa. Uundaji wa oksidi ya kromiamu unaweza kusababisha rangi ya moto, na kuacha safu iliyoharibika ya kromiamu ambayo inaweza kuathiriwa na kutu. Rangi ya moto inaweza kuondolewa kwa kung'oa na kusaga, kuondoa chuma kutoka kwenye uso, ikiwa ni pamoja na safu ya chini iliyoharibika ya kromiamu, na kurejesha upinzani wa kutu hadi viwango vilivyo karibu na viwango vya msingi vya chuma. Hata hivyo, kung'oa na kusaga kuna madhara kwa umaliziaji wa uso. Kupitisha mfumo wa mabomba kwa kutumia asidi ya nitriki au viambato vya chelating hufanywa ili kushinda athari mbaya za kulehemu na utengenezaji kabla ya mfumo wa mabomba kuanza kutumika. Uchambuzi wa elektroni wa Auger ulionyesha kuwa kupitisha chelation kunaweza kurejesha mabadiliko ya uso katika usambazaji wa oksijeni, kromiamu, chuma, nikeli na manganese yaliyotokea katika eneo lililoathiriwa na kulehemu na joto hadi hali ya kabla ya kulehemu. Hata hivyo, kupitisha huathiri tu safu ya nje ya uso na haipenye chini ya angstrom 50, ilhali rangi ya joto inaweza kupanuka. Angstrom 1000 au zaidi chini ya uso.
Kwa hivyo, ili kufunga mifumo ya mabomba yanayostahimili kutu karibu na sehemu zisizo na svetsade, ni muhimu kujaribu kupunguza uharibifu unaosababishwa na kulehemu na utengenezaji kwa viwango ambavyo vinaweza kurejeshwa kwa kiasi kikubwa kwa kutumia njia ya kupita kiasi. Hii inahitaji matumizi ya gesi ya kusafisha yenye kiwango kidogo cha oksijeni na kupelekwa kwenye kipenyo cha ndani cha kiungo kilichounganishwa bila kuchafuliwa na oksijeni au unyevu wa angahewa. Udhibiti sahihi wa uingizaji joto na kuepuka joto kali wakati wa kulehemu pia ni muhimu ili kuzuia upotevu wa upinzani wa kutu. Kudhibiti mchakato wa utengenezaji ili kufikia kulehemu kwa ubora wa juu unaoweza kurudiwa na thabiti, pamoja na utunzaji makini wa mabomba ya chuma cha pua na vipengele wakati wa utengenezaji ili kuzuia uchafuzi, ni mahitaji muhimu kwa mfumo wa mabomba wa ubora wa juu unaostahimili kutu na hutoa huduma ya uzalishaji wa muda mrefu.
Vifaa vinavyotumika katika mifumo ya mabomba ya chuma cha pua ya biopharmaceutical yenye usafi wa hali ya juu vimepitia mageuzi kuelekea upinzani bora wa kutu katika muongo mmoja uliopita. Chuma cha pua kilichotumika kabla ya 1980 kilikuwa chuma cha pua 304 kwa sababu kilikuwa cha bei nafuu na uboreshaji zaidi ya shaba iliyotumika hapo awali. Kwa kweli, vyuma vya pua 300 mfululizo ni rahisi kutengenezwa, vinaweza kuunganishwa bila kupoteza upinzani wao wa kutu kupita kiasi, na havihitaji matibabu maalum ya awali na baada ya joto.
Hivi majuzi, matumizi ya chuma cha pua 316 katika matumizi ya mabomba yenye usafi wa hali ya juu yamekuwa yakiongezeka. Aina ya 316 ina muundo sawa na Aina ya 304, lakini pamoja na vipengele vya aloi ya kromiamu na nikeli vinavyofanana kwa vyote viwili, 316 ina takriban 2% ya molybdenamu, ambayo inaboresha kwa kiasi kikubwa upinzani wa kutu wa 316. Aina za 304L na 316L, zinazojulikana kama daraja la "L", zina kiwango cha chini cha kaboni kuliko daraja la kawaida (0.035% dhidi ya 0.08%). Kupungua huku kwa kiwango cha kaboni kunakusudiwa kupunguza kiwango cha mvua ya kabidi ambayo inaweza kutokea kutokana na kulehemu. Huu ni uundaji wa kabidi ya kromiamu, ambayo hupunguza mipaka ya chembe za chuma cha msingi cha kromiamu, na kuifanya iwe rahisi kuathiriwa na kutu. Uundaji wa kabidi ya kromiamu, unaoitwa "unyeti," unategemea wakati na halijoto na ni tatizo kubwa wakati wa kulehemu kwa mkono. Tumeonyesha kuwa kulehemu kwa orbital kwa chuma cha pua cha super-austenitic AL-6XN hutoa kulehemu zaidi sugu kwa kutu kuliko kulehemu sawa kunakofanywa kwa mkono. Hii ni kwa sababu Kulehemu kwa njia ya obiti hutoa udhibiti sahihi wa amperage, mapigo na muda, na kusababisha uingizaji wa joto wa chini na sare zaidi kuliko kulehemu kwa mkono. Kulehemu kwa njia ya obiti pamoja na daraja la "L" 304 na 316 huondoa kabisa mvua ya kabidi kama sababu katika ukuaji wa kutu katika mifumo ya mabomba.
Tofauti ya joto kwa joto ya chuma cha pua. Ingawa vigezo vya kulehemu na mambo mengine yanaweza kuwekwa ndani ya uvumilivu mdogo, bado kuna tofauti katika ingizo la joto linalohitajika ili kulehemu chuma cha pua kutoka joto hadi joto. Nambari ya joto ni nambari ya loti iliyopewa kuyeyuka maalum kwa chuma cha pua kiwandani. Muundo halisi wa kemikali wa kila kundi umeandikwa kwenye Ripoti ya Jaribio la Kiwanda (MTR) pamoja na kitambulisho cha kundi au nambari ya joto. Chuma safi huyeyuka kwa 1538°C (2800°F), huku metali zilizochanganywa huyeyuka ndani ya halijoto mbalimbali, kulingana na aina na mkusanyiko wa kila aloi au kipengele kidogo kilichopo. Kwa kuwa hakuna joto mbili za chuma cha pua zitakazokuwa na mkusanyiko sawa wa kila kipengele, sifa za kulehemu zitatofautiana kutoka tanuru hadi tanuru.
SEM ya welds za mzunguko wa bomba la 316L kwenye bomba la AOD (juu) na nyenzo za EBR (chini) zilionyesha tofauti kubwa katika ulaini wa shanga ya weld.
Ingawa utaratibu mmoja wa kulehemu unaweza kufanya kazi kwa joto nyingi zenye unene sawa wa OD na ukuta, baadhi ya joto huhitaji ampea kidogo na baadhi huhitaji ampea kubwa kuliko kawaida. Kwa sababu hii, kupasha joto kwa vifaa tofauti kwenye eneo la kazi lazima kufuatiliwe kwa uangalifu ili kuepuka matatizo yanayoweza kutokea. Mara nyingi, joto jipya huhitaji mabadiliko madogo tu ya ampea ili kufikia utaratibu wa kulehemu unaoridhisha.
Tatizo la salfa. Salfa ya msingi ni uchafu unaohusiana na madini ya chuma ambao huondolewa kwa kiasi kikubwa wakati wa mchakato wa kutengeneza chuma. Vyuma vya pua vya AISI Aina ya 304 na 316 vimeainishwa vikiwa na kiwango cha juu cha salfa cha 0.030%. Kwa maendeleo ya michakato ya kisasa ya kusafisha chuma, kama vile Argon Oxygen Decarburization (AOD) na mbinu mbili za kuyeyusha ombwe kama vile Vacuum Induction Melting ikifuatiwa na Vacuum Arc Remelting (VIM+VAR), imewezekana kutoa vyuma ambavyo ni maalum sana kwa njia zifuatazo. muundo wao wa kemikali. Imebainika kuwa sifa za bwawa la kulehemu hubadilika wakati kiwango cha salfa cha chuma kiko chini ya takriban 0.008%. Hii ni kutokana na athari ya salfa na kwa kiwango kidogo vipengele vingine kwenye mgawo wa joto wa mvutano wa uso wa bwawa la kulehemu, ambalo huamua sifa za mtiririko wa bwawa la kioevu.
Katika viwango vya chini sana vya salfa (0.001% - 0.003%), kupenya kwa dimbwi la kulehemu kunakuwa pana sana ikilinganishwa na kulehemu sawa zinazotengenezwa kwenye vifaa vyenye kiwango cha wastani cha salfa. Kulehemu kunakotengenezwa kwenye bomba la chuma cha pua lenye kiwango cha chini cha salfa kutakuwa na kulehemu pana zaidi, huku kwenye bomba lenye ukubwa wa ukutani (inchi 0.065, au milimita 1.66 au zaidi) kutakuwa na mwelekeo mkubwa wa kutengeneza kulehemu. Wakati mkondo wa kulehemu unatosha kutoa kulehemu iliyopenya kikamilifu. Hii inafanya vifaa vyenye kiwango cha chini cha salfa kuwa vigumu zaidi kulehemu, haswa na kuta nene. Katika sehemu ya juu ya mkusanyiko wa salfa katika chuma cha pua 304 au 316, utepe wa kulehemu huwa hauna maji mengi na ni mgumu kuliko vifaa vya salfa vya wastani. Kwa hivyo, kwa kulehemu, kiwango bora cha salfa kitakuwa katika kiwango cha takriban 0.005% hadi 0.017%, kama ilivyoainishwa katika ASTM A270 S2 kwa mirija ya ubora wa dawa.
Wazalishaji wa mabomba ya chuma cha pua yaliyong'arishwa kwa umeme wamegundua kuwa hata viwango vya wastani vya salfa katika chuma cha pua cha lita 316 au 316 hufanya iwe vigumu kukidhi mahitaji ya wateja wao wa nusu-semiconductor na biopharmaceutical kwa nyuso laini za ndani zisizo na mashimo. Matumizi ya hadubini ya elektroni ya kuchanganua ili kuthibitisha ulaini wa umaliziaji wa uso wa bomba yanazidi kuwa ya kawaida. Salfa katika metali za msingi imeonyeshwa kuunda viambatisho visivyo vya metali au "stringers" za manganese sulfidi (MnS) ambazo huondolewa wakati wa kung'arishwa kwa umeme na kuacha utupu katika safu ya mikroni 0.25-1.0.
Watengenezaji na wauzaji wa mirija iliyong'arishwa kwa umeme wanaendesha soko kuelekea matumizi ya vifaa vya salfa vya kiwango cha chini sana ili kukidhi mahitaji yao ya umaliziaji wa uso. Hata hivyo, tatizo haliko tu kwenye mirija iliyong'arishwa kwa umeme, kwani katika mirija isiyong'arishwa kwa umeme, viambatisho huondolewa wakati wa mfumo wa mabomba kupitishiwa. Utupu umeonyeshwa kuwa na uwezekano mkubwa wa mashimo kuliko maeneo laini ya uso. Kwa hivyo kuna sababu halali za mwelekeo wa vifaa vya salfa ya chini, "safi zaidi".
Kupotoka kwa arc. Mbali na kuboresha uwezo wa kulehemu wa chuma cha pua, uwepo wa salfa pia huboresha uwezo wa kutengeneza. Kwa sababu hiyo, watengenezaji na watengenezaji huwa wanachagua vifaa vilivyo katika kiwango cha juu zaidi cha kiwango maalum cha salfa. Mirija ya kulehemu yenye viwango vya chini sana vya salfa kwenye viunganishi, vali au mirija mingine yenye kiwango cha juu cha salfa inaweza kusababisha matatizo ya kulehemu kwa sababu arc itaegemea kwenye mirija yenye kiwango cha chini cha salfa. Wakati kupotoka kwa arc kunapotokea, kupenya kunakuwa kwa kina zaidi upande wa chini wa salfa kuliko upande wa juu wa salfa, ambayo ni kinyume cha kile kinachotokea wakati wa kulehemu mabomba yenye viwango vinavyolingana vya salfa. Katika hali mbaya zaidi, shanga ya kulehemu inaweza kupenya kabisa nyenzo yenye kiwango cha chini cha salfa na kuacha ndani ya kulehemu bila kuunganishwa kabisa (Fihey na Simeneau, 1982). Ili kulinganisha kiwango cha salfa cha viunganishi na kiwango cha salfa cha bomba, Kitengo cha Chuma cha Car-penter cha Shirika la Teknolojia ya Car-penter la Pennsylvania kimeanzisha kiwango cha chini cha salfa (0.005% ya juu) cha baa 316 (Aina 316L-SCQ) (VIM+VAR)) kwa ajili ya utengenezaji wa vifaa na vipengele vingine vinavyokusudiwa kuunganishwa kwenye mabomba ya salfa yenye kiwango cha chini. Kulehemu vifaa viwili vya salfa yenye kiwango cha chini sana ni rahisi zaidi kuliko kulehemu nyenzo ya salfa yenye kiwango cha chini sana hadi ile ya salfa yenye kiwango cha juu.
Mabadiliko ya matumizi ya mirija ya salfa ya chini yanatokana sana na hitaji la kupata nyuso laini za mirija ya ndani iliyong'arishwa kwa umeme. Ingawa umaliziaji wa uso na ung'arishaji wa umeme ni muhimu kwa tasnia ya semiconductor na tasnia ya kibayoteknolojia/dawa, SEMI, wakati wa kuandika vipimo vya tasnia ya semiconductor, ilibainisha kuwa mirija ya 316L kwa mistari ya gesi ya mchakato lazima iwe na kifuniko cha salfa cha 0.004% kwa utendaji bora. Sehemu za uso, kwa upande mwingine, ASTM ilibadilisha vipimo vyao vya ASTM 270 ili kujumuisha mirija ya kiwango cha dawa ambayo hupunguza kiwango cha salfa hadi kiwango cha 0.005 hadi 0.017%. Hii inapaswa kusababisha ugumu mdogo wa kulehemu ikilinganishwa na salfa za kiwango cha chini. Hata hivyo, ikumbukwe kwamba hata ndani ya kiwango hiki kidogo, kupotoka kwa arc bado kunaweza kutokea wakati wa kulehemu mabomba ya salfa ya chini hadi mabomba au vifaa vya salfa ya juu, na wasakinishaji wanapaswa kufuatilia kwa uangalifu upashaji joto wa nyenzo na kuangalia kabla ya utengenezaji utangamano wa Solder kati ya upashaji joto. Uzalishaji wa welds.
Vipengele vingine vidogo. Vipengele vidogo ikiwa ni pamoja na salfa, oksijeni, alumini, silicon na manganese vimeonekana kuathiri kupenya. Kiasi kidogo cha alumini, silicon, kalsiamu, titani na kromiamu kilichopo kwenye msingi wa chuma kwani viambatisho vya oksidi vinahusishwa na uundaji wa slag wakati wa kulehemu.
Athari za vipengele mbalimbali ni za pamoja, kwa hivyo uwepo wa oksijeni unaweza kukabiliana na baadhi ya athari za chini za salfa. Viwango vya juu vya alumini vinaweza kukabiliana na athari chanya kwenye kupenya kwa salfa. Manganese hubadilika katika halijoto ya kulehemu na amana katika eneo lililoathiriwa na joto la kulehemu. Amana hizi za manganese zinahusishwa na upotevu wa upinzani wa kutu. (Tazama Cohen, 1997). Sekta ya nusu-semiconductor kwa sasa inajaribu vifaa vya chini vya manganese na hata manganese ya chini sana ya 316L ili kuzuia upotevu huu wa upinzani wa kutu.
Uundaji wa taka. Visiwa vya taka huonekana mara kwa mara kwenye shanga ya chuma cha pua kwa baadhi ya joto. Hili kimsingi ni suala la nyenzo, lakini wakati mwingine mabadiliko katika vigezo vya kulehemu yanaweza kupunguza hili, au mabadiliko katika mchanganyiko wa argon/hidrojeni yanaweza kuboresha kulehemu. Pollard aligundua kuwa uwiano wa alumini na silicon katika chuma cha msingi huathiri uundaji wa taka. Ili kuzuia uundaji wa taka isiyohitajika ya aina ya jalada, anapendekeza kuweka kiwango cha alumini kwa 0.010% na kiwango cha silikoni kwa 0.5%. Hata hivyo, wakati uwiano wa Al/Si uko juu ya kiwango hiki, taka ya duara inaweza kuunda badala ya aina ya jalada. Aina hii ya taka inaweza kuacha mashimo baada ya kung'arishwa kwa umeme, jambo ambalo halikubaliki kwa matumizi ya usafi wa hali ya juu. Visiwa vya taka vinavyoundwa kwenye OD ya kulehemu vinaweza kusababisha kupenya kwa usawa kwa kupita kwa ID na vinaweza kusababisha kupenya kwa kutosha. Visiwa vya taka vinavyoundwa kwenye shanga ya kulehemu ya ID vinaweza kuathiriwa na kutu.
Kulehemu kwa kutumia njia moja yenye mdundo. Kulehemu kwa kawaida kwa mirija ya mzunguko wa kiotomatiki ni kulehemu kwa kupitisha moja yenye mkondo wa mapigo na mzunguko wa kasi unaoendelea. Mbinu hii inafaa kwa bomba lenye kipenyo cha nje kuanzia 1/8″ hadi takriban 7″ na unene wa ukuta wa 0.083″ na chini. Baada ya kusafisha kwa wakati uliopangwa, kuegemea hutokea. Kupenya kwa ukuta wa mirija hufanyika wakati wa kuchelewa kwa wakati ambapo kuegemea kunakuwepo lakini hakuna mzunguko unaotokea. Baada ya kuchelewa huku kwa mzunguko, elektrodi huzunguka kiungo cha kulehemu hadi kulehemu kuungane au kuingiliana na sehemu ya awali ya kulehemu wakati wa safu ya mwisho ya kulehemu. Muunganisho unapokamilika, mkondo hupungua kwa kushuka kwa wakati uliopangwa.
Hali ya hatua ("kulehemu iliyosawazishwa"). Kwa kulehemu kwa mchanganyiko wa vifaa vizito vilivyo na ukuta, kwa kawaida zaidi ya inchi 0.083, chanzo cha nguvu cha kulehemu kwa mchanganyiko kinaweza kutumika katika hali ya usawazishaji au hatua. Katika hali ya usawazishaji au hatua, mapigo ya mkondo wa kulehemu yanasawazishwa na kiharusi, kwa hivyo rotor haibadiliki kwa kupenya kwa kiwango cha juu wakati wa mapigo ya mkondo wa juu na husogea wakati wa mapigo ya mkondo wa chini. Mbinu za usawazishaji hutumia muda mrefu wa mapigo, kwa mpangilio wa sekunde 0.5 hadi 1.5, ikilinganishwa na sehemu ya kumi au mia ya muda wa pili wa mapigo kwa kulehemu kwa kawaida. Mbinu hii inaweza kulehemu kwa ufanisi bomba la ukuta lenye unene wa 0.154″ au 6″ lenye unene wa ukuta wa 40 geji 40 na 40 ″ lenye unene wa ukuta wa 0.154″ au 6″. Mbinu ya hatua hutoa kulehemu pana, na kuifanya iweze kuvumilia makosa na kusaidia kwa kulehemu sehemu zisizo za kawaida kama vile vifaa vya bomba kwenye mabomba ambapo kunaweza kuwa na tofauti katika uvumilivu wa vipimo, ulinganifu fulani au kutolingana kwa joto la nyenzo. Aina hii ya kulehemu inahitaji takriban mara mbili ya muda wa arc wa kulehemu kwa kawaida na haifai sana kwa usafi wa hali ya juu sana. matumizi ya (UHP) kutokana na mshono mpana na mgumu zaidi.
Vigezo vinavyoweza kupangwa. Kizazi cha sasa cha vyanzo vya umeme vya kulehemu ni programu zinazotegemea microprocessor na za kuhifadhi ambazo hubainisha thamani za nambari kwa vigezo vya kulehemu kwa kipenyo maalum (OD) na unene wa ukuta wa bomba linalopaswa kulehemu, ikiwa ni pamoja na muda wa kusafisha, mkondo wa kulehemu, kasi ya kusafiri (RPM)), idadi ya tabaka na muda kwa kila safu, muda wa mapigo, muda wa kushuka, n.k. Kwa weld za mirija ya obiti zenye waya wa kujaza zilizoongezwa, vigezo vya programu vitajumuisha kasi ya kulisha waya, amplitude ya mtetemo wa tochi na muda wa kukaa, AVC (udhibiti wa volteji ya arc ili kutoa pengo la arc linaloendelea), na kupanda juu. Ili kufanya weld ya fusion, sakinisha kichwa cha kulehemu kwa kutumia elektrodi na viingilio vya clamp vya bomba vinavyofaa kwenye bomba na urudishe ratiba ya kulehemu au programu kutoka kwa kumbukumbu ya chanzo cha umeme. Mfuatano wa kulehemu huanzishwa kwa kubonyeza kitufe au kitufe cha paneli ya utando na weld inaendelea bila kuingilia kati kwa opereta.
Vigezo visivyoweza kupangwa. Ili kupata ubora mzuri wa kulehemu mara kwa mara, vigezo vya kulehemu lazima vidhibitiwe kwa uangalifu. Hii inafanikiwa kupitia usahihi wa chanzo cha umeme cha kulehemu na programu ya kulehemu, ambayo ni seti ya maagizo yaliyoingizwa kwenye chanzo cha umeme, inayojumuisha vigezo vya kulehemu, kwa kulehemu ukubwa maalum wa bomba au bomba. Lazima pia kuwe na seti bora ya viwango vya kulehemu, ikibainisha vigezo vya kukubalika kwa kulehemu na ukaguzi fulani wa kulehemu na mfumo wa udhibiti wa ubora ili kuhakikisha kwamba kulehemu kunakidhi viwango vilivyokubaliwa. Hata hivyo, mambo na taratibu fulani isipokuwa vigezo vya kulehemu lazima pia zidhibitiwe kwa uangalifu. Mambo haya ni pamoja na matumizi ya vifaa vizuri vya maandalizi ya mwisho, mbinu nzuri za kusafisha na kushughulikia, uvumilivu mzuri wa vipimo vya mirija au sehemu zingine zinazolehemu, aina na ukubwa thabiti wa tungsten, gesi zisizo na maji zilizosafishwa sana, na uangalifu kwa makini kwa tofauti za nyenzo.- halijoto ya juu.
Mahitaji ya maandalizi ya kulehemu ncha za bomba ni muhimu zaidi kwa kulehemu ya mzunguko kuliko kulehemu kwa mkono. Viungo vilivyounganishwa kwa kulehemu ya mzunguko wa bomba kwa kawaida huwa viungo vya kitako cha mraba. Ili kufikia uwezekano wa kurudiwa unaohitajika katika kulehemu ya mzunguko, maandalizi sahihi, thabiti, ya mwisho yaliyotengenezwa kwa mashine yanahitajika. Kwa kuwa mkondo wa kulehemu unategemea unene wa ukuta, ncha lazima ziwe za mraba bila vizuizi au bevel kwenye OD au ID (OD au ID), ambayo itasababisha unene tofauti wa ukuta.
Ncha za bomba lazima zilingane pamoja kwenye kichwa cha kulehemu ili kusiwe na pengo linaloonekana kati ya ncha za kiunganishi cha kitako cha mraba. Ingawa viungo vilivyounganishwa vyenye mapengo madogo vinaweza kukamilika, ubora wa kulehemu unaweza kuathiriwa vibaya. Kadiri pengo linavyokuwa kubwa, ndivyo kuna uwezekano mkubwa wa tatizo. Mkusanyiko duni unaweza kusababisha hitilafu kamili ya soldering. Misumeno ya bomba iliyotengenezwa na George Fischer na wengine ambayo hukata bomba na kukabiliana na ncha za bomba katika operesheni hiyo hiyo, au lathes za maandalizi ya mwisho zinazobebeka kama zile zilizotengenezwa na Protem, Wachs, na wengine, mara nyingi hutumika kutengeneza weld laini za obital zinazofaa kwa ajili ya uchakataji. Misumeno ya kukata, misumeno ya hacksaw, misumeno ya bendi na vikataji vya mirija havifai kwa kusudi hili.
Mbali na vigezo vya kulehemu vinavyoingiza nguvu ya kulehemu, kuna vigezo vingine ambavyo vinaweza kuwa na athari kubwa kwenye kulehemu, lakini si sehemu ya utaratibu halisi wa kulehemu. Hii inajumuisha aina na ukubwa wa tungsten, aina na usafi wa gesi inayotumika kulinda arc na kusafisha ndani ya kiungo cha kulehemu, kiwango cha mtiririko wa gesi kinachotumika kwa kusafisha, aina ya kichwa na chanzo cha umeme kinachotumika, usanidi wa kiungo, na taarifa nyingine yoyote muhimu. Tunaviita vigezo hivi "visivyoweza kupangwa" na kuvirekodi kwenye ratiba ya kulehemu. Kwa mfano, aina ya gesi inachukuliwa kuwa kigezo muhimu katika Vipimo vya Utaratibu wa Kulehemu (WPS) kwa taratibu za kulehemu ili kuzingatia Kanuni ya Boiler na Shinikizo la Chombo cha ASME Sehemu ya IX. Mabadiliko katika asilimia ya aina ya gesi au mchanganyiko wa gesi, au kuondolewa kwa utakaso wa ID kunahitaji uthibitishaji upya wa utaratibu wa kulehemu.
Gesi ya kulehemu. Chuma cha pua hustahimili oksidi ya oksijeni ya angahewa kwenye joto la kawaida. Inapopashwa joto hadi kiwango chake cha kuyeyuka (1530°C au 2800°F kwa chuma safi) huoksidishwa kwa urahisi. Argon isiyo na mafuta hutumika sana kama gesi ya kinga na kusafisha viungo vya ndani vilivyounganishwa kupitia mchakato wa GTAW wa obiti. Usafi wa gesi ukilinganishwa na oksijeni na unyevu huamua kiasi cha kubadilika rangi kunakosababishwa na oksidi kunakotokea kwenye au karibu na kulehemu baada ya kulehemu. Ikiwa gesi ya kusafisha si ya ubora wa juu zaidi au ikiwa mfumo wa kusafisha haujavuja kabisa kiasi kwamba kiasi kidogo cha hewa huvuja kwenye mfumo wa kusafisha, oksidi inaweza kuwa ya samawati au ya bluu. Bila shaka, hakuna usafi utakaosababisha uso mweusi wenye ukoko unaojulikana kama "tamu". Argon ya kiwango cha kulehemu inayotolewa kwenye silinda ni 99.996-99.997% safi, kulingana na muuzaji, na ina 5-7 ppm ya oksijeni na uchafu mwingine, ikiwa ni pamoja na H2O, O2, CO2, hidrokaboni, n.k., kwa jumla. ya 40 ppm kiwango cha juu. Argon yenye usafi wa hali ya juu katika silinda au argon ya kioevu katika Dewar inaweza kuwa 99.999% safi au 10 ppm jumla ya uchafu, na kiwango cha juu cha oksijeni 2 ppm. KUMBUKA: Visafishaji vya gesi kama vile Nanochem au Gatekeeper vinaweza kutumika wakati wa kusafisha ili kupunguza viwango vya uchafuzi kwa kiwango cha sehemu kwa kila bilioni (ppb).
Mchanganyiko mchanganyiko. Mchanganyiko wa gesi kama vile 75% ya heliamu/25% ya argon na 95% ya argon/5% ya hidrojeni inaweza kutumika kama gesi za kinga kwa matumizi maalum. Michanganyiko hiyo miwili ilizalisha welds zenye joto zaidi kuliko zile zinazofanywa chini ya mipangilio sawa ya programu kama argon. Michanganyiko ya heliamu inafaa hasa kwa kupenya kwa kiwango cha juu kwa kulehemu kwa mchanganyiko kwenye chuma cha kaboni. Mshauri wa sekta ya nusu-semiconductor anatetea matumizi ya michanganyiko ya argon/hidrojeni kama gesi za kinga kwa matumizi ya UHP. Michanganyiko ya hidrojeni ina faida kadhaa, lakini pia baadhi ya hasara kubwa. Faida ni kwamba hutoa dimbwi lenye unyevunyevu na uso laini wa kulehemu, ambao ni bora kwa kutekeleza mifumo ya usambazaji wa gesi yenye shinikizo kubwa sana na uso wa ndani laini iwezekanavyo. Uwepo wa hidrojeni hutoa mazingira ya kupunguza, kwa hivyo ikiwa kuna chembechembe za oksijeni kwenye mchanganyiko wa gesi, weld inayotokana itaonekana safi zaidi bila kubadilika rangi kuliko mkusanyiko sawa wa oksijeni katika argon safi. Athari hii ni bora kwa takriban 5% ya hidrojeni. Baadhi hutumia mchanganyiko wa argon/hidrojeni wa 95/5% kama kisafishaji cha ID ili kuboresha. mwonekano wa shanga ya ndani ya kulehemu.
Utepe wa kulehemu unaotumia mchanganyiko wa hidrojeni kama gesi ya kinga ni mwembamba zaidi, isipokuwa kwamba chuma cha pua kina kiwango kidogo cha salfa na hutoa joto zaidi katika kulehemu kuliko mpangilio uleule wa sasa na argon isiyochanganywa. Ubaya mkubwa wa mchanganyiko wa argon/hidrojeni ni kwamba safu si imara sana kuliko argon safi, na kuna tabia ya safu kuteleza, kali vya kutosha kusababisha mkanganyiko. Mtiririko wa safu unaweza kutoweka wakati chanzo tofauti cha gesi mchanganyiko kinatumiwa, ikidokeza kwamba inaweza kusababishwa na uchafuzi au mchanganyiko duni. Kwa sababu joto linalozalishwa na safu hutofautiana kulingana na mkusanyiko wa hidrojeni, mkusanyiko wa mara kwa mara ni muhimu ili kufikia kulehemu zinazoweza kurudiwa, na kuna tofauti katika gesi iliyochanganywa tayari ya chupa. Ubaya mwingine ni kwamba muda wa maisha wa tungsten hufupishwa sana wakati mchanganyiko wa hidrojeni unatumika. Ingawa sababu ya kuharibika kwa tungsten kutoka kwa gesi mchanganyiko haijabainishwa, imeripotiwa kwamba safu ni ngumu zaidi na tungsten inaweza kuhitaji kubadilishwa baada ya kulehemu moja au mbili. Mchanganyiko wa argon/hidrojeni hauwezi kutumika kulehemu chuma cha kaboni au titani.
Kipengele tofauti cha mchakato wa TIG ni kwamba haitumii elektrodi. Tungsten ina kiwango cha juu zaidi cha kuyeyuka kuliko chuma chochote (6098°F; 3370°C) na ni kitoaji mzuri wa elektroni, na kuifanya iweze kutumika kama elektrodi isiyoweza kuliwa. Sifa zake huboreshwa kwa kuongeza 2% ya oksidi fulani za adimu za dunia kama vile ceria, oksidi ya lanthanum au oksidi ya thorium ili kuboresha uanzishaji wa arc na uthabiti wa arc. Tungsten safi haitumiki sana katika GTAW kwa sababu ya sifa bora za tungsten ya cerium, haswa kwa matumizi ya GTAW ya orbital. Tungsten ya Thorium haitumiki sana kuliko hapo awali kwa sababu ina mionzi kidogo.
Elektrodi zenye umaliziaji uliosuguliwa huwa na ukubwa sawa. Uso laini hupendelewa kila wakati kuliko uso mbaya au usiolingana, kwani uthabiti katika jiometri ya elektrodi ni muhimu kwa matokeo thabiti na sare ya kulehemu. Elektroni zinazotolewa kutoka ncha (DCEN) huhamisha joto kutoka ncha ya tungsten hadi kwenye kulehemu. Ncha nyembamba zaidi huruhusu msongamano wa mkondo kuwekwa juu sana, lakini inaweza kusababisha maisha mafupi ya tungsten. Kwa kulehemu kwa obiti, ni muhimu kusaga ncha ya elektrodi kwa kiufundi ili kuhakikisha kurudiwa kwa jiometri ya tungsten na kurudiwa kwa kulehemu. Ncha butu hulazimisha arc kutoka kwa kulehemu hadi sehemu ile ile kwenye tungsten. Kipenyo cha ncha hudhibiti umbo la arc na kiasi cha kupenya kwa mkondo fulani. Pembe ya taper huathiri sifa za mkondo/voltage za arc na lazima ibainishwe na kudhibitiwa. Urefu wa tungsten ni muhimu kwa sababu urefu unaojulikana wa tungsten unaweza kutumika kuweka pengo la arc. Pengo la arc kwa thamani maalum ya mkondo huamua volteji na hivyo nguvu inayotumika kwenye kulehemu.
Ukubwa wa elektrodi na kipenyo cha ncha yake huchaguliwa kulingana na nguvu ya mkondo wa kulehemu. Ikiwa mkondo ni mkubwa sana kwa elektrodi au ncha yake, inaweza kupoteza chuma kutoka kwenye ncha, na kutumia elektrodi zenye kipenyo cha ncha ambacho ni kikubwa sana kwa mkondo kunaweza kusababisha mteremko wa arc. Tunabainisha kipenyo cha elektrodi na ncha kwa unene wa ukuta wa kiungo cha kulehemu na kutumia kipenyo cha 0.0625 kwa karibu kila kitu hadi unene wa ukuta wa inchi 0.093, isipokuwa matumizi yameundwa kutumiwa na elektrodi za kipenyo cha inchi 0.040 kwa kulehemu Vipengele vidogo vya usahihi. Kwa kurudiwa kwa mchakato wa kulehemu, aina ya tungsten na umaliziaji, urefu, pembe ya taper, kipenyo, kipenyo cha ncha na pengo la arc lazima vyote vibainishwe na kudhibitiwa. Kwa matumizi ya kulehemu ya mirija, tungsten ya cerium inapendekezwa kila wakati kwa sababu aina hii ina maisha marefu zaidi ya huduma kuliko aina zingine na ina sifa bora za kuwasha arc. Tungsten ya cerium haina mionzi.
Kwa maelezo zaidi, tafadhali wasiliana na Barbara Henon, Meneja wa Machapisho ya Kiufundi, Arc Machines, Inc., 10280 Glenoaks Blvd., Pacoima, CA 91331. Simu: 818-896-9556. Faksi: 818-890-3724.