تجهیزات پاشش حرارتی
پاشش حرارتی فرایندی پوششی در صنایع است که در طی پروسه آن ذرات ریز پوشش دهندهای از جنس فلز مذاب یا نیمه مذاب در یک بستر با سرعت بسیار بالایی به حرکت درآمده و بر روی بستری که در بیشتر موارد جنس آن نیز فلزی است اسپری شده و تثبیت میشوند.
جنس مواد پوشش اسپری حرارتی به طور معمول از ترکیب فلزی پودری یا سیمی است که از طریق خوراک تغذیه میگردد. کیفیت پوشش با معیارهای مختلفی مانند تخلخل، محتوای اکسید، سختی ماکرو و میکرو، استحکام باند و زبری سطح ارزیابی میشود. به طور کلی، هرچه سرعت ذرات بیشتر باشد، کیفیت پوشش دهی انجام شده نیز بالاتر خواهد بود. چنین عملیاتی ابزار و تجهیزات ویژه خود با عنوان تجهیزات پاشش حرارتی را در استاندارهایی خاص طلب میکند که شامل:
- اسپری جرقهای (Arc Spray)
- اسپری شعله (Flame Spray)
- اسپری پلاسما (Plasma Spray)
- دستگاه HVOF
- دستگاه VPS و LPPS
- تفنگ متالیزینگ (Metalizing Gun) میگردد.
شرکت آرین توربین با توجه به نیاز صنایع مرتبط، کاربران و فعالان حاضر در این حوزه به تجهیزات عملیاتی پاشش حرارتی این ردیف از تجهیزات را در ابعاد و استاندارهای مرسوم و متداول مهیا و در طبقه‌بندی تجهیزات قابل ارائه خود به کاربران قرار داده است.
دستگاه HVOF
هیچ چیز در یک دستگاه HVOF مهمتر از توانایی آن در تولید پوششی با کیفیت بالا نیست. HVOF یک فرآیند پاشش حرارتی است که در آن یک سوخت و اکسیژن با یکدیگر ترکیب شده، به محفظه احتراق وارد و مشتعل میشوند. گاز تولید شده در محفظه احتراق دارای دما و فشار بسیار بالایی است و از طریق یک نازل با سرعتی فراتر از صوت خارج میشود.
یک دستگاه مناسب و استاندارد با به‌وجود آوردن سرعت بالای ذرات، انرژی جنبشی را تولید میکند که مهمتر از دما است، یکی از مزایای فرآیند پاشش HVOF این است که به واسطه دستگاهی مناسب و قوی قادر است پوشش‌های بسیار متراکم و سختی را در دماهای نسبتاً پایین به‌وجود بیاورد.
دستگاه LPPS یا VPS
دستگاه پاشش پلاسمای خلأ (VPS) یا پاشش پلاسمای کم فشار(LPPS) مرتبط با فناوری پاشش حرارتی است. برای ایجاد پاشش پلاسمای خلأ در فشار پایین و جلوگیری از اکسیداسیون این عملیات در داخل یک محفظه خلأ یا در یک گاز بی اثر مانند آرگون در دستگاه VPS/LPPS انجام میشود. پودرهای فلزی یا سرامیکی به پلاسمای گاز داغ تزریق که موجب ذوب شدن پودرها شده و قطرات مذابی برای تشکیل پوشش روی یک بستر اسپری میشوند.
مزیت استفاده از دستگاه VPS/LPPS سرعت پاشش و دمای ذرات مذابی است که بیش تر از هوا بوده و در نتیجه پوشش‌هایی با آخال اکسید کاهش یافته، استحکام پیوند و چگالی بالاتری نسبت به برخی از دستگاه ها به وجود می آورد.
دستگاه پاشش جرقه ای Arc Spray
دستگاه پاشش جرقهای(Arc Spray) دستگاهی با فناوری و راندمانی بالا و مصرف انرژی کم است که اساس کار آن به وجود آوردن قوس الکتریکی یا Arc، با ایجاد جرقه الکتریکی بین مواد پوشش دهندهای است که از متریال مفتول فلزی بوده و انرژی لازم را برای ذوب و پاشش این مواد بر روی قطعه مورد نظر فراهم میکند.
ایجاد پوشش با دستگاه پاشش جرقه ای با توجه به قوس الکتریکی به عنوان منبع حرارت، ذوب مفتول فلزی، اتمیزه کردن و خنک سازی با هوای فشرده، دمیدن سیم فلزی به ذرات کوچک که پس از عملیات حرارتی با سرعت زیاد به سطح قطعه کار پاشیده می شود ایدئال ترین نتیجه را برای کاربران این دستگاه مهیا می سازد.
دستگاه پلاسما اسپری Air Plasma Spray - APS
از دستگاه پاشش پلاسمایی (Air Plasma Spray)، به شکل معمول جهت پوشش دهی بر روی سطوح و مواد سرامیکی یا ترکیبات سرمت که نقطه ذوب بالایی دارند استفاده میشود. بدلیل درجه حرارت فوق العاده بالای شعله پلاسما و فشار گاز، وضعیت لازم جهت به حالت مذاب درآمدن ذرات دیر گداز و پاشش آنها با سرعت بسیار بالا به سطح قطعه مورد نظر جهت پوشش دهی پلاسمایی مهیا میگردد.
از دستگاه پاشش پلاسما برای پوشش دهی متریالهای گوناگونی مانند نیکل-کروم، اکسید آلومینیوم، اکسید کروم، اکسید تیتانیوم، نیکل-آلومینیوم، اکسید زیرکونیوم و برخی دیگر از موارد هموسو با متریال های ذکر شده استفاده میشود.
سیستم CVD سیستم Laser Cladding
استفاده از تجهیزات پوشش دهی نفوذی CVD و CVA جهت پوشش دهی قطعات و برخی از سطوح پیچیده در پرههای توربین همچنان در طراحی و ساخت برخی از پرههای توربین گازی، پوشش دهی نفوذی در سطح خارجی و یا کانالها و سوراخهای داخلی ضرورت دارد. این نوع از پوشش دهی به روشهای پک سمنتیشن pack cementation ، پوشش دهی دوغابی و CVD میسر است. روش CVD که در آن از تولید و انتقال جریان گاز با ترکیبات آلومینیوم استفاده میشود پیچیدگی بیشتری دارد و بهخصوص برای پوشش دهی کانالهای داخلی پرهها کاربرد دارد.
دستگاه پاشش شعله ای (پودر یا سیم) Flame Spray - Wire Flame Spray
دستگاه Flame Spray به نوعی یکی از ساده ترین سیستم های پاشش حرارتی است که با استفاده از انرژی سوختن گاز امکان پاشش پودر یا مفتول ذوب شده را به سمت قطعه مورد نظر فراهم میسازد. اگر در این فرایند از سیم یا مفتول بعنوان ماده اصلی بهمنظور پوشش دهی استفاده شود دستگاه Wire Flame Spray نامیده خواهد شود. دستگاه Flame Spray یا Wire Flame Spray برای مواد پوشش دهنده با درجه حرارت ذوب کمتر مورد استفاده قرار میگیرد.
قطعات یدکی و اجزا سیستم های پاشش
تجهیزات پاشش حرارتی از اجزای مختلفی تشکیل شده اند . سیستم تغذیه پودر و گان ها از جمله این اجزا هستند ، از قطعات مصرفی این سیستم ها نیز می توان به آند یا کاتد یا الکترود و نازل اشاره کرد.