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Céramiques au nitrure de silicium pour une meilleure assurance qualité


2021-05-19


Les opérations de fonderie sont intrinsèquement dangereuses. La production de pièces moulées en métal est associée à de nombreux risques pour la santé, notamment l'exposition aux produits chimiques, aux gaz, à la chaleur et aux rayonnements non ionisants. L'exposition chronique des travailleurs du fer et de l'acier aux hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), à la silice respirable ou au monoxyde de carbone (CO) n'est pas uncommon. Au-delà des problèmes d'exposition, il existe également des préoccupations concernant les explosions de métal fondu et la défaillance catastrophique des composants en raison de la corrosion, des contraintes thermiques ou de l'usure.

Cet article explorera le rôle des céramiques avancées dans les principaux sujets de sécurité des métaux fondus, en mettant l'accent sur l'utilisation de céramiques au nitrure de silicium pour une plus grande assurance qualité continue – améliorant ainsi la sécurité au travail.

Métaux fondus: gérer la chaleur avec les céramiques en nitrure de silicium

Garantir le bon déroulement des processus de fonderie est essentiel à la fois pour l'efficacité de la production et la sécurité de l'usine. Un équipement de manutention et de surveillance mal entretenu peut entraîner une plus grande marge d'erreur dans les paramètres de traitement critiques. La température, par exemple, est à la fois une métrique de processus importante et une source de préoccupation. Les céramiques au nitrure de silicium sont utilisées dans les moulages d'aluminium et non ferreux, principalement en raison de leurs propriétés thermiques exceptionnelles. Mais quel impact cela a-t-il sur la sécurité de l'usine?

Produits de fonderie en nitrure de silicium

La mesure continue de la température réelle-time à plusieurs points de contact dans le processus de manipulation du métal fondu est essentielle pour plusieurs raisons de sécurité clés. Premièrement, la production de contaminants atmosphériques nocifs (c'est-à-dire les HAP) peut dépendre de la température – bien que contrôler la température de fusion avec la précision nécessaire pour éliminer la production de toxines spécifiques peut être impossible. Deuxièmement, il peut fournir des informations vitales pour les stratégies de maintenance prédictive, qui peuvent avoir un impact profond sur la sécurité de l'usine.

silicon nitride ceramics for greater quality assurance

Les céramiques au nitrure de silicium sont couramment utilisées pour protéger les thermocouples de la version imm des fondus corrosifs dans des endroits stables et à écoulement rapide. La nature abrasive et corrosive du métal fondu rend difficile l'installation de thermocouples conventionnels dans les courants de fusion, car les gaines se dégraderont rapidement et succomberont à l'un quelconque d'un certain nombre de mécanismes de défaillance. De plus, il n'est pas uncommon pour les thermocouples de dériver en raison du cyclage thermique induit par des matériaux de gainage avec des propriétés de conductivité thermique insuffisantes.

Les céramiques de nitrure de silicium possèdent une combinaison unique de qualités thermodynamiques ainsi qu'une résistance exceptionnelle aux attaques chimiques, ce qui en fait un choix idéal pour le blindage des thermocouples immersion. Le Syalon 101, par exemple, est une céramique de nitrure de silicium haute performance – connue dans le monde entier pour ses performances exceptionnelles en contact direct avec des matières fondues non ferreuses comme l'aluminium et le zinc. De même, les nitrures de silicium comme Syalon 101 sont couramment utilisés pour la surveillance du niveau de fusion en tant que tubes de chauffage et de colonne montante.

Les propriétés de mouillage non – et la résistance à la corrosion et aux températures élevées des tubes de chauffage sialon, des tubes de colonne montante et des gaines de protection de thermocouple augmentent considérablement la durée de vie de ces produits consommables essentiels par rapport à l'acier ou au titanate d'aluminium à faible coût, ce qui entraîne une maintenance et des réparations réduites, ce qui, en raison de la nature et de l'échelle de ces fours de maintien, pose des risques de sécurité inhérents à chaque fois qu'un remplacement est nécessaire.