Hydrogen-Analyser
Sistema para una determinación y un análisis rápidos y exactos del potencial de contenido de hidrógeno en aleaciones de aluminio
El control del hidrógeno disuelto en las aleaciones de aluminio líquido es un requisito fundamental para la industria del aluminio.
Los productores de aluminio y las fundiciones de todo el mundo realizan importantes inversiones para garantizar que el contenido de hidrógeno disuelto se mantenga dentro de unos límites aceptables. Si el contenido de hidrógeno es demasiado alto durante la solidificación, existe la posibilidad de que se formen huecos/poros.
Por el contrario, un contenido moderado de hidrógeno puede ser deseable en determinadas condiciones para influir positivamente en las propiedades importantes para la fundición de la capacidad de flujo o llenado del molde, así como en la capacidad de alimentación o la contracción.
Por lo tanto, existe un contenido óptimo de hidrógeno que debería procesarse de forma controlada durante la fundición.
La medición del hidrógeno puede hacerse por muestreo o como medición en el lugar en la masa fundida. Para ello, IDECO ofrece dos métodos de medición diferentes.
La medición en el lugar mediante un dispositivo de medición de hidrógeno HYCAL del fabricante EMC, basada en un material cerámico (CaZrO3-In), que puede conducir los iones de hidrógeno a una temperatura elevada. Se utiliza una célula de concentración de hidrógeno en la que se conoce la concentración de hidrógeno de referencia.
El sensor contiene una referencia de estado sólido patentada que proporciona un valor de pH2 conocido para una temperatura determinada. En función de la diferencia de pH2 entre las cámaras externa e interna del sensor, se genera una tensión que, junto con la temperatura y la solubilidad del hidrógeno de la aleación correspondiente, permite determinar una medición precisa del hidrógeno.
La siguiente representación esquemática muestra cómo se genera una tensión en la pared del material de circonato de calcio expuesto a una diferencia de pH2.
IDECO® Hydrogen-Analyser es un sistema para una determinación y un análisis rápidos y exactos del potencial de contenido de hidrógeno en aleaciones de aluminio.
La tecnología de medición utilizada se basa en el principio de la "primera burbuja de gas" según Y. Dardel.
Para ello, la masa fundida se introduce en un crisol evacuable debidamente templado. Tan pronto como la presión ambiental sea inferior o igual a la presión parcial del gas disuelto en la masa fundida, el gas disuelto sale de la masa fundida. Esto se puede apreciar por la aparición de burbujas en la superficie del metal.
Dado que el hidrógeno es el único gas disuelto en el aluminio, la presión parcial de hidrógeno se determina de esta forma. Una burbuja "real" es aquella a partir de la cual que emergen más burbujas en rápida sucesión.
A partir de la presión parcial de hidrógeno así determinada, de la temperatura de la masa fundida simultánea, del tiempo de solidificación y de las constantes, se calcula la concentración de hidrógeno. La concentración de hidrógeno en la masa fundida se e calcula con ayuda de la ley Sieverts.
El cálculo se realiza de la siguiente manera:
log CH = 0,5 * log pH - A / T + B
con
CH Concentración de hidrógeno disuelto en aluminio en cm³/100 g
pH Presión parcial del hidrógeno en mbar
T Temperatura de la masa fundida en K
A, B Constantes para la consideración la aleación a comprobar
Las constantes tienen en cuenta, entre otras, la solubilidad de elementos como el silicio, el magnesio, el cobre y el manganeso.
