Wysokiej czystości kwarcowe okrągłe rurki ochronne dla wietnamskiego sprzętu do obróbki cieplnej Producent-Mia

Przegląd projektu

• Klient: Wietnamski producent urządzeń do obróbki cieplnej

• Produkt: Kwarcowe rury ochronne z okrągłym dnem 

• Dostawca: Lianyungang Shengfan Quartz Products Co., Ltd.

• Materiał: Przezroczyste szkło kwarcowe stopione o wysokiej czystości (czystość SiO₂ ≥ 99,99%)

• Zastosowanie: Osłony termopar do pieców do obróbki cieplnej w wysokich temperaturach, pieców dyfuzyjnych i urządzeń do procesów półprzewodnikowych — stosowane do izolowania przewodów termopar od korozyjnych atmosfer wysokotemperaturowych oraz zapobiegania atakom chemicznym i uszkodzeniom mechanicznym

• Kluczowe procesy: Precyzyjne ciągnienie rur → Cięcie czołowe → Zgrzewanie okrągłego dna za pomocą płomienia → Polerowanie płomieniowe otworu końcowego → Kontrola wymiarów

Pierwotne problemy klienta

1. Niewystarczająca żywotność rur ochronnych w wysokich temperaturach

Klient wcześniej używał zwykłych szklanych rur ochronnych, które ulegały zmiękczeniu, deformacji i dewitryfikacji powierzchni (zmętnieniu) podczas długotrwałej pracy w temperaturach 800–1100°C. Prowadziło to do pękania rur, narażając termopary bezpośrednio na korozyjne atmosfery pieca, powodując awarie pomiaru temperatury i nieplanowane przestoje urządzeń. Średni cykl wymiany zwykłych szklanych rur wynosił tylko 2–3 miesiące, co poważnie wpływało na ciągłość pracy linii produkcyjnych.

2. Niestabilna jakość zgrzewania okrągłego dna

Poprzedni dostawca stosował prymitywne techniki zgrzewania płomieniowego, co skutkowało nierówną grubością ścianki w części okrągłego dna, z punktami koncentracji naprężeń i mikropęcherzykami na dnie. Podczas cyklicznych szoków termicznych obszar zgrzewania dna pękał jako pierwszy, a wskaźnik awaryjności rur ochronnych przekraczał 20%. Dodatkowo, niektóre partie wykazywały niezgodność osi rury na dnie, powodując niezgodność z interfejsami uszczelniającymi pieca podczas instalacji.

3. Niewystarczająca jakość powierzchni wpływająca na czas reakcji termicznej

Chropowatość powierzchni zewnętrznej rury ochronnej była wysoka (Ra > 1,0 μm), co przyspieszało propagację mikropęknięć w podwyższonych temperaturach. Szorstka powierzchnia łatwo adsorbowała cząsteczki z atmosfery procesowej, powodując osadzanie się kamienia na powierzchni, co zmniejszało wydajność przewodzenia ciepła. Skutkowało to opóźnieniem reakcji termicznej termopary o około 15–20 sekund, co kompromitowało dokładność regulacji temperatury w pętli zamkniętej.

Nasze ukierunkowane rozwiązania i zalety

1. Puste rury kwarcowe o wysokiej czystości zapewniające znacznie wydłużoną żywotność

Wybraliśmy puste rury kwarcowe stopione o wysokiej czystości (SiO₂ ≥ 99,99%, zawartość hydroksyli ≤ 5 ppm), oferujące długoterminową odporność na temperaturę do 1200°C i krótkotrwałą tolerancję ≥ 1300°C, ze współczynnikiem rozszerzalności cieplnej wynoszącym tylko 5,4 × 10⁻⁷/°C i doskonałą odpornością na szok termiczny. W warunkach ciągłej pracy w temperaturze 1100°C rury ochronne nie wykazują zmiękczenia, deformacji ani dewitryfikacji powierzchni, a przewidywana żywotność przekracza 12 miesięcy — 4 do 6 razy dłużej niż w przypadku poprzednich zwykłych szklanych rur.

2. Precyzyjne zgrzewanie okrągłego dna płomieniem eliminujące koncentrację naprężeń

Stosujemy proces ogrzewania płomieniem tlenowo-wodorowym połączony z kształtowaniem formy grafitowej do zgrzewania dna. Korpus rury i część okrągłego dna są zgrzewane doczołowo i w pełni zespawane, osiągając jednorodność grubości ścianki dna w granicach ±0,2 mm. Po zgrzewaniu precyzyjne wyżarzanie eliminuje naprężenia wewnętrzne, bez pęcherzyków i niezgodności osi rury na dnie. Każda partia przechodzi testy naprężeń dna i pomiar okrągłości, aby zapewnić spójną jakość zgrzewania.

Wyniki współpracy i opinie klienta

1. Znacznie wydłużona żywotność rur ochronnych

W warunkach ciągłej pracy w temperaturze 1100°C pierwsza partia 200 kwarcowych rur ochronnych z okrągłym dnem jest w użyciu od ponad 8 miesięcy bez deformacji, dewitryfikacji ani pękania zgrzewu dna. Przewidywana żywotność przekracza 12 miesięcy — ponad 4 razy dłużej niż w przypadku produktów poprzedniego dostawcy.

2. Znacząco poprawiony wskaźnik wydajności zgrzewania

Precyzyjny proces zgrzewania dna płomieniem zapewnia jednorodność grubości ścianki dna stabilną w granicach ±0,2 mm, z wyeliminowaną koncentracją naprężeń. Wskaźnik wydajności zgrzewania partii wzrósł z poniżej 80% do 98,5%, bez konieczności poprawek w miejscu montażu u klienta.

3. Znacznie zwiększona wydajność instalacji

Precyzyjna kontrola średnicy zewnętrznej i długości umożliwia bezpośredni montaż każdej rury w interfejsach uszczelniających pieca bez sortowania lub selekcji. Czas instalacji pojedynczego urządzenia skrócony z około 40 minut do 15 minut.

4. Zoptymalizowana prędkość reakcji termicznej

Gładka powierzchnia polerowana płomieniem znacznie poprawia wydajność przewodzenia ciepła, zmniejszając opóźnienie reakcji termicznej termopary z pierwotnych 15–20 sekund do poniżej 5 sekund — zapewniając dokładniejsze sprzężenie zwrotne w czasie rzeczywistym dla regulacji temperatury w pętli zamkniętej.