Yüksek sıcaklık termokuplları, özellikle C tipi versiyonları, sıcaklıkların 2000°C’yi aşabildiği zorlu üretim ortamlarında olmazsa olmaz bileşenlerdir. Bu uygulamalardan biri, metal ve seramik gibi malzemelerin yoğunlaştırılmasının inert bir atmosferde aşırı basınç ve ısı altında gerçekleştiği Sıcak İzostatik Presleme (HIP) işlemidir. Bu işlem, yüksek bağıl yoğunluğa sahip malzeme ve bileşenlerin üretilmesini sağlayarak güvenilirliklerini ve mukavemetlerini büyük ölçüde artırır.
Kamet’in tungsten kaplı molibden kılıflar ve hafniya (HfO₂) yalıtımı içeren özel dubleks C tipi termokuplları, bu zorlu fırın ortamlarında yüksek doğruluk, uzun hizmet ömrü ve mekanik sağlamlık sağlamak üzere tasarlanmıştır. Termokupllar, fırın hassasiyetini ve verimliliğini sağlamada önemli bir rol oynar.
HIP fırınlarının çalışma prensibi nedir?
HIP sistemleri, basınç destekli bir sinterleme işlemi gerçekleştirir. Bileşenler, argon veya azot gazının 2000 bar’a kadar basınçlandırıldığı ve 2000°C veya daha yüksek bir sıcaklığa ısıtıldığı kapalı bir grafit fırına yerleştirilir. Yüksek sıcaklık ve homojen olarak uygulanan gaz basıncı (izostatik), işlenmiş malzemedeki artık gazların yüzeye çıkarak buharlaşmasını ve yok edilmesini sağlar. Bu, seramik ve metalik malzeme ve bileşenlerin yoğunluğunu artırır ve gözenekliliğini azaltır.
Dubleks C tipi termokupllarımız (W5%Re/W26%Re), sistemin kritik sıcaklık kontrolünü gerçekleştirmek için grafit fırın yapısına yerleştirilmiştir. Aşağıdaki çizim, termokupl yerleşimli bir HIP sisteminin genel tasarımını göstermektedir:
Aşağıda sıcak izostatik preslemede kullanılan yaygın malzemeler için gereken sıcaklık ve basınçların tablosu yer almaktadır.
| Malzeme | Sıcaklık/°C | Basınç/MPa |
|---|---|---|
| Aluminum alloy | 500 | 100 |
| Copper alloy | 800–950 | 100 |
| Stainless steel | 1150 | 100 |
| Nickel 718 | 1185 | 100 |
| Ti-6Al-4V | 950 | 100 |
| WC-Co | 1700 | 100 |
| Tungsten | 1350 | 100 |
| Beryllium | 900 | 100 |
| Molybdenum | 1350 | 100 |
| Pure Iron | 950–1160 | 100 |
| Pure Nickel | 1100–1280 | 100–140 |
HIP fırınlarının önemi nedir?
HIP fırınları, gelişmiş malzeme üretimi için çeşitli avantajlar sunar. Bunlar arasında toz metal ve seramik parçaların konsolidasyonu, kusurlu dökümlerin iyileştirilmesi ve malzemelerin difüzyonla birleştirilmesi yer alır. Büyük ve karmaşık geometrileri işleme kabiliyetiyle benzersizdir. HIP işlemi, kritik bağlantıların maliyetli kaynak ihtiyacını azaltır.
HIP fırınlarında termoçiftin rolü nedir?
Termokupllar, basınçlandırma ve soğutma döngüleri boyunca hassas ve istikrarlı sıcaklık ölçümü sağlar. Bu, ürün tutarlılığını sağlamak için kritik öneme sahiptir. Ayrıca, aşırı veya yetersiz ısıtma enerji israfına ve malzeme kusurlarına neden olabilir; termokupl, hassas kontrol sayesinde bunu önlemeye yardımcı olur.
Kamet’in dupleks C tipi termokuplları HIP fırın kullanımına hangi açılardan özelleşmiştir?
Termokupl yapısı şunları içerir:
- Tungsten kaplı molibden kılıflar: Bunlar, yüksek sıcaklıklarda HIP grafit fırınlarından kaynaklanan karbürizasyona karşı direnç göstererek kılıf bütünlüğünü korur.
- Hafniyum dioksit (HfO₂) yalıtımı: Aşırı sıcaklıklarda olağanüstü stabilite ve elektrik yalıtımı sağlar.
- Epoksi veya yüksek sıcaklık seramik çimento geçişleri: Tasarım gereksinimlerine bağlıdır (standart veya yüksek sıcaklık termokuplları).
Ayrıca, dubleks tip C dubleks termokupllarımızın aşağıdaki özellikleri onları özellikle HIP fırın uygulamaları için uygun hale getirir:
- Aşırı sıcaklık direnci – 2300°C’ye kadar sürekli çalışmaya uygundur.
- Basınca hazır tasarım – 2000 bara kadar hidrostatik ortamlar için uygun sağlam tasarım.
- Grafit fırın uyumlu – Tungsten kaplama, grafit HIP fırını ile etkileşimden kaynaklanan molibden karbür (Mo₂C) oluşumunu önler.
- Hassas çift algılama – Dubleks tasarım, kritik ölçümlerin yedekliliğini veya çapraz kontrolünü sağlar.
- Vakum ve inert gaz çalışması – Sızdırmaz tasarım, hem argon (Ar) hem de azot (N₂) atmosferlerinde kirlenmeyi ve doğruluk kaybını önler.
- Özel uç uzunlukları – 13 inç ve 24 inç standart uzunluklar, müşteri özelliklerine ve boru bulunabilirliğine göre özelleştirilebilir.
- Kanıtlanmış performans – Kamet, dünyanın önde gelen HIP sistem üreticilerinden biri olan HIPERBARIC’e termokupl tedarik etmiştir.
Hangi sektörler HIP süreçlerinden yararlanıyor?
HIP fırınlarının diğer yüksek basınçlı sinterleme yöntemlerine göre avantajlarından biri, metal dökümler veya 3D yazıcıyla basılmış parçalar gibi karmaşık bileşenleri işleyebilmeleridir. Bu süreçleri kullanan bazı endüstri örnekleri şunlardır:
- Havacılık ve savunma üretimi – Türbin kanatlarının, roket parçalarının ve yapısal alaşımların yoğunlaştırılması sırasında termal profilleme. Yoğunlaştırma, parçaların arızalanmasını önlemek için önemli bir güvenlik unsurudur.
- Katmanlı üretim (AM) son işleme – Baskılı parçaların boyutsal doğruluğunu ve mekanik mukavemetini sağlama.
- Tıbbi ve endüstriyel bileşenler – HIP çevrimleri, implantların, cerrahi aletlerin ve aşınmaya dayanıklı kaplamaların üretiminde kullanılır.
- Enerji sektörü – Türbin parçaları, ısı eşanjörleri ve nükleer reaktör basınç kapları için gereken büyük parçalar gibi enerji üretim bileşenleri. HIP, zorlu talepleri karşılamak için hayati bir unsur olan bileşenlere artırılmış aşınma ve korozyon direnci sağlar.
- Toz metalurjisi – Toz metalurjisi ile sinterlenmiş parçalarda artık gözenekliliğin giderilmesi
- Seramik işleme – HIP, seramiklerin yoğunluğunu artırarak ve mekanik özelliklerini iyileştirerek yüksek performanslı uygulamalara uygun hale getirmek için kullanılır.
- Dökümler – Döküm işlemi genellikle soğutma ve katılaşma sırasında mikro gözenekler oluşturur. Bu, düşük gerilimli çatlamalara ve yorulma hasarına neden olabilir. HIP ile arıtma bu sorunları çözebilir.
- Radyoaktif atıkların işlenmesi – emilen gazlar atıktan uzaklaştırılır ve kalan malzeme küçültülür. Bu, taşıma ve bertaraf için gereken alanı en aza indirir.
Kamet termokuplları: kalite ve hizmet
Kamet’in çift C tipi termokuplları, HIP ortamlarında sıcaklık ölçümünde en ileri teknolojiyi temsil eder. HIPERBARIC ve lider sensör üreticileriyle yakın iş birliği içinde geliştirilen çözümlerimiz, aşırı termal, kimyasal ve mekanik strese dayanacak şekilde tasarlanmıştır. Tungsten kaplı molibden ve HfO₂ yalıtımı gibi gelişmiş malzemeler ve optimize edilmiş geçişler sayesinde Kamet, geleceğin yüksek performanslı endüstrilerine hazır, güvenilir termokupllar sunar. Olağanüstü müşteri hizmetimizle gurur duyuyoruz, bu nedenle termokupllarla ilgili herhangi bir sorunuz varsa uzmanlarımızla iletişime geçin.