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Hola amigos!

Primer escalón, y primer tropiezo... Estoy realizando con la Universidad de Valladolid mi proyecto de fin de carrera, y queremos sinterizar acero inoxidable en una atmósfera de vacío para realizar una caracterización mecánica (si a alguien le interesa, no tiene más que comentármelo) y cuando hemos intentado hacer el vacío en el horno, no logramos que la presión sea inferior a 4.4 exp-2 Torr. Tenemos una bomba rotativa Edwards RV8 y una difusora EO 50/60 como la que sirvió al profesor para hacer su diseño, y aquí es cuando me surgen dudas:
Esta bomba sí que tiene una tobera horizontal en la columna de difusores, y la lógica me dice que eso empeorará el rendimiento, ya que va directamente a la toma de bajo vacío. ¿Puede ser? Si es así, ¿cómo podría hacer un tapón que resista la temperatura intentando evitar mecanizar acero o aluminio?
Hemos usado Santovac 5 como fluido de difusión, que creo que venía con la bomba, pero hoy he inspeccionado el interior de la difusora y estaba negro! Lo he cambiado, y dado que su precio es parecido al de la sangre de unicornio (168 euros 65 ml... ), he echado el propio aceite de la rotativa, ¿he hecho bien? ¿podré obtener resultados decentes?
Y ya la última, mi circuito ha estado todo el fin de semana sin funcionar, y todavía tenía 0.4 Torr, ¿puede que haya fugas?

Muchas gracias a todos, y perdón por el ladrillo, que creo que se me ha ido de las manos!

Hola Carlos...

Se me plantean algunas dudas para darte respuesta.

¿Que tamaño tiene la cámara de vacío o el horno?
¿El ambiente de vacío lo habéis intentado hacer con el horno encendido o apagado?
¿Que nivel de vacío necesitáis?

Por lo que cuentas parece que se ha quemado el aceite de difusión por mantenerlo caliente en presencia de oxigeno. Has de tener en cuenta que la difusora solo se puede mantener caliente a baja presión. ¿Se ha dejado entrar aire en el circuito de vacío mientras la difusora estaba caliente?

Tendrás que hacer una limpieza concienzuda de la difusora y de todo el circuito de vacío que se halla podido contaminar de hollin de aceite.

La limpieza en ambientes de vacío es muy importante para evitar gaseados. En muchos casos los gases desprendidos por contaminantes y suciedad pueden impedir bajar de cierta presión.

Con aceite de rotativa no podrás bajar de exp-4 torr o como mucho esp-5 torr. Tiene una presión de vapor muy elevada y un punto de imflamación inferior. Soporta peor estar caliente en presencia de oxigeno.

La tobera horizontal tiene su función y ayuda a aumentar el grado de vacío. Es un difusor más. Si la difusora es comercial no te aconsejaría modificar su diseño.

Puedes usar aceite DC-704 es mucho más económico que el santovac-5.
http://www.ebay.com/itm/DC-704-HIGH-VAC ... 5191ebd559

Si el circuito mantiene un grado de vacío importante después de varios días es muy probable que no tenga fugas, o por lo menos fugas importantes que impidan llegar a un buen vacío de trabajo. La recuperación de la presión se deberá casi por completo a gaseados internos. Es interesante observar la curva de recuperación de la presión. Las fugas suelen producir recuperaciones más lineales. El gaseado es una curva exponencial que tiende a estabilizarse en la presión de vapor de las substancias que la provocan.


Saludos.

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"La manzana no nos echó del paraiso, sólo nos dejó ciegos para verlo"
Cecil Thousan

Buenos días a todos, y en especial Sergi

Muchas gracias por las respuestas y estos son nuestros avances:
La cámara de vacío, nuestro horno, tiene aproximadamente 8 dm3 sin contar conexiones y tubos. Os adjunto una imagen para que veáis el circuito.

El horno tiene que estar funcionando para poder sinterizar, por lo que las pruebas han sido en frío y en caliente, y la presión es aproximadamente la misma. De hecho hemos sinterizado probetas a 1.5 exp-4 Torr, pero no hemos vuelto a conseguir ese valor.

El nivel de vacio que queremos conseguir es el máximo posible para demostrar que podemos tener pérdidas de cromo con muy alto vacío
Con las primeras pruebas el aceite se expuso a la atmósfera en caliente, por lo que si que se habrá oxidado. Hemos hecho una limpieza de la bomba con detergente, y con alcohol para eliminar restos, y hemos cambiado el aceite por el de la rotativa, con el que no pasamos de 4.4 exp-2 Torr. Porbaremos con el aceite que nos dices, muchas gracias por el enlace.

¿Podríamos regular el vacío provocado por la difusora de alguna forma? Actualmente nuestra única regulación es ON-OFF...
Respecto a la curva de pérdida de presión, no podemos registrarla, porque sólo tenemos el manómetro conectado a un display. ¿Cabe la posibilidad de enchufarlo con ese cable de datos a un ordenador? Si es así, ¿con que programa lo registramos?

Muchas gracias!!!



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Hola Carlos...

Con la foto que cuelgas queda todo mucho más claro.

Creo que la difusora que usáis es muy pequeña para actuar en una cámara tan grande y con tanto gaseado interno como un horno. Pero bueno...

¿Lo que hay justo encima de la difusora es una trampa de vapores o también es una llave de paso?
Necesitas una llave de paso de la difusora a la cámara de vacío. Ajustando la abertura de esta llave y dejando actuar el gaseado podrás regular el nivel de vacío en la cámara.

Pero ten en cuenta que el gaseado es pobre en oxígeno, sobre todo en ambientes calientes en los que el vapor de agua ya se ha expulsado casi por completo. Las lecturas de oxidación del cromo te variarán mucho en función de la composición del gas residual. Deberías introducir un sistema controlado de entrada de aire. Por tubo capilar o con electroválvulas. y a ser posible un analizador de gases residuales.

Si el sensor de vacío tiene un punto donde tengas una tensión referenciada al nivel de vacío, deberías poder introducir ese dato en un ordenador sin problemas con una digitalizadora. Hay opciones de bajo coste como una velleman K8047 o un arduino junto con una plataforma de visualización de datos como http://kst-plot.kde.org/. Pero seguro que tenéis opciones más potentes a vuestro alcance.

saludos

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Cecil Thousan

Buenos dias,

Aprovecho para presentarme, soy el compañero de carlitos en el proyecto, asique tambien desde Valladolid.

Esta mañana la hemos dedicado a limpiar a fondo conductos y la difusora, puesto que habíamos puesto el aceite evaporado en contacto con oxígeno y estaba oxidado. Os dejo una foto de lo que nos hemos encontrado al abrir la difusora.

Una vez limpio el circuito (detergente, alcohol y evaporar el alcohol), hemos gastado prácticamente lo que nos quedaba de Santovac 5 y con esperanzas de conseguir los resultados que conseguimos los primeros dias, hemos puesto en funcionamiento el sistema... Pero no, obtenemos exactamente los mismos resultados que ayer y que estos dias atrás.

Nuestra conclusión es que da igual que el aceite esté quemado, da igual el aceite que utilicemos... la presión es de 4.4exp-2 Torr. De ahí no bajamos.

Por otra parte, hemos comprobado fugas en el circuito, instalando el manómetro en diferentes posiciones, haciendolo funcionar sólo con la rotativa y siempre teníamos la misma presión. Esto nos hace pensar lo siguiente: Es posible que las fugas sólo se manifiesten a elevadas presiones de vacío, por lo que sólo con la rotativa no afecta, o afecta muy poco (De 1exp-2 Torr iniciales a 6exp-2 Torr), pero cuando conectamos la difusora, se hace mas evidente, no consiguiendo mas presión de vacío que esos 4.4exp-2 Torr anteriormente mencionados.
Os dejo una foto de la forma en que hemos conectado nuestro horno (tubo de alúmina) con las bombas. ¿Es posible que las juntas se deteriorasen con 3 o 4 usos??

Un saludo y muchas gracias por el interés.

Os dejo un par de fotos mas del sistema:
La primera es el conjunto rotativa-difusora.
La segunda es la forma de cerrar el tubo de alúmina del horno. (dudamos del deterioro de sus juntas)






Un saludo !!

hola.


los sistemas de alto vació que trabajan a altas temperaturas, generalmente deterioran las juntas con mucha rapidez, siempre es recomendable hacer cambio periódico.

las juntas adecuadas para trabajar en altas temperaturas son juntas de viton.

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Hola Iniesta...

Luis Arturo tiene razón, juntas de goma+calor= deteriodo rápido, pero tan rápido no es normal. Por lo que comentas con las pruebas realizadas con el manómetro no parece que tengas fugas. La presión que conseguís es la que puede hacer la rotativa en cada caso, entre 10 y 60 militorr. Al conectar la difusora solo parece introducir gaseado.

De todas formas con un sistema escalable, con conectores QF, como el vuestro, es fácil y rápido comprobarlo. Simplemente conectáis el manómetro directamente en la salida de la rotativa, cerrando el circuito, sin nada más. Tomáis nota del vacío máximo alcanzado y si es posible, una gráfica de la curva de vaciado y recuperación por gaseado (cerrando la llave de paso y aislando el manómetro). A partir de ahí se va ampliando el circuito, comprobando cada una de las piezas y juntas con el mismo sistema, y comparando el vacío máximo conseguido y la curva de vaciado y recuperaración. Si se presenta una fuga en una pieza o junta se detecta a simple vista comparando gráficas.


El problema es que la difusora no funciona. Pero los fallos no pueden ser muchos:

- ¿Se calienta hasta la temperatura de trabajo?- La caldera debe rondar los 200 - 250ºC. Una forma fácil de comprobar la temperatura es con estaño de soldadura de electrónica (funde a 240 grados)

- ¿El nivel de aceite es el adecuado? Demasiado aceite obtura el sifón de la caldera. Demasiado poco deja escapar vapores por las muescas del fondo de los difusores. En el caso de esta difusora el nivel de trabajo de la caldera parece ser unos 5mm por encima de las muescas en forma de arco del fondo de los difusores (se puede ver un ligero ennegrecimiento en la foto que muestras).

- ¿los difusores están bien montados? - La tobera horizontal se debe dirigir a la toma de bajo vacío (justo al revés de como muestras en la foto) y deben quedar alineadas axialmente . Los difusores se deben apoyar en el fondo de la caldera.

-¿La válvula de paso de la toma de alto vacío de la difusora funciona correctamente? ¿y la válvula de la toma de vacío del horno a la rotativa? ¿en posición cerrado son herméticas? -esto se puede comprobar con el manómetro abriendo y cerrando cada válvula adecuadamente. Recordar cerrar la toma de vacío del horno a la rotativa al hacer funcionar la difusora

En principio no puede fallar nada más.

Ya contareis.

Saludos

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Cecil Thousan

Buenos días!

Aqui os ponemos nuestros avances, o retrocesos, porque ya no sabemos ni hacia donde vamos...
Hemos desmontado todo el circuito, y hemos dejado lo imprescindible para tener vacío de respaldo y poder poner en marcha la difusora. Con el manómetro directamente enchufado en ella, la presión a la que llegamos es como siempre la misma, 44 miliTorr. ¿Puede ser que el manómetro sea el problema de todo, y estamos en una caza de brujas? En caso de ser el manómetro, creo que no disponemos de otro para comprobar, o sea que estamos perdidos...

El nivel de aceite es el adecuado, ya que limpiamos todo y volvimos a rellenar tal y como especifica el fabricante, con 20 ml de Santovac 5. Todas las válvulas que tenemos montadas son completamente estancas, ya que hemos ido repasando una por una con el manómetro, y la presión siempre es la misma. Los difusores también están bien montados, ya que no entran en el interior de la bomba en otra posición que no sea con la tobera hacia la toma de bajo vacío (sólo estaban así para salir guapos en las fotos )

Respecto a la temperatura, hemos probado con aleación de estaño plomo 40/60 de soldadura electrónica y en el exterior de la bomba, le cuesta un poco, pero acaba fundiendo. No tan bien como con el estañador, pero... Hemos medido la temperatura con una sonda en el exterior, y está un poco por encima de 100 grados. En el interior, no sabemos como podemos medirla, ya que tanto con la sonda como con termopares no podemos realizar el vacío, y el aceite se oxidará. ¿Hay alguna forma en la que podamos medir exactamente la temperatura sin tener que recurrir a vaciarla de nuevo, y medirla con el circuito abierto?
Os dejo un par de fotos para que veáis el circuito que hemos dejado, y dónde hemos colocado la sonda.

Muchas gracias por todo!! Nos estáis siendo de gran ayuda, y por lo menos estamos probando con todos los fallos aparentes. Seguiremos informanodo!!

Hola Carlos

Parece claro que el problema esta en la difusora. La presión 44 militor es la que consigue la rotativa. No creo que el manómetro mida mal, o en todo caso deberías encontrar una diferencia de lectura con la difusora apagada y funcionando. Construir un sensor de PT-100 para comprobarlo no es difícil.

http://www.cientificosaficionados.com/t ... 0vacio.htm

Si los difusores están bien, y no quedaron obturados los agujeros de salida del vapor por aceite quemado, No queda mucho más. Es probable que no alcance la temperatura de trabajo. 100 grados es poco, pero si funde el estaño debe estar por encima de los 200. La lectura del termómetro no creo que sea correcta.

¿Funde el estaño en el mismo cuerpo de la difusora, o en la carcasa del calefactor?

Podrías comprobar que el calefactor funcione bien y haga buen contacto térmico con el fondo de la caldera.¿recordáis el esquema del profesor?



¿tenéis forma de conseguir un calefactor de repuesto?

Espero que tengáis suerte. A malas podéis conseguir otra difusora y adaptarla

http://www.ebay.com/itm/Edwards-High-Va ... 3a6f6eca63

O haceros una.

Saludos

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Cecil Thousan