Alumina-zirconia Carbon probe vs Solid Zirconia Carbon probe

 

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Shim Stock - El potencial de carbono real en atmósferas carburizantes

Se trata del método más popular para determinar la precisión de las probetas de oxígeno/carbono.  Los profesionales de tratamiento térmico emplean este método como procedimiento estándar para evaluar el sistema de control de atmósfera del horno. Sin embargo, si bien el método mas popular, su procedimiento es generalmente el menos entendido.

Probeta de Oxígeno marca Aztec-GTS

En esencia, el método de "shim stock" consiste en medir la ganancia en peso de una laminilla de acero al exponerla a la atmósfera del horno hasta alcanzar el equilibrio. La prueba determina el potencial de carbono (%C) real contenido en el horno y es comparado con aquel indicado por la probeta de oxígeno que controla la atmósfera.

La prueba requiere de un puerto en la pared del horno ubicado de manera adyacente a la probeta de oxígeno como el que se muestra en la figura 1. El enfriamiento al final de la prueba se lleva a cabo generalmente dentro del mismo arreglo con atmósfera para evitar la oxidación.

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Medición del potencial de carbono

Es tal vez el tema que mas causa dudas en la operación. Y es que cuando literalmente cientos de reacciones se llevan acabo dentro del horno en un proceso de carburizado, no queda mas que llorar.

Sensores empleados en medición de atmósfera

Empecemos por el elemento básico para medir una atmósfera: el sensor. El método más utilizado para medir el potencial de carbono en atmósferas carburizantes es  la probeta de oxígeno. Este sensor consiste esencialmente de dos electrodos metálicos y un electrolito de zirconia que interactúan con el gas presente en el horno (ver fig 1). ¿Y cómo funciona? Pues para no entrar en tecnicismos, podemos resumir este dispositivo como una circuito capaz de medir la relación de oxígeno existente entre la atmósfera del horno y el exterior. Le llaman de hecho “probeta de oxígeno” por que precisamente mide oxígeno y no carbono. El contenido de carbono correspondiente lo determina el instrumento de control (controlador) en función de las siguientes variables obtenidas por el sensor:

1. El milivoltaje (mV) asociado a la relación de oxígeno, 
2. la Temperatura del horno y 
3. el contenido teórico CO, que generalmente el esperado es de 20%.

Fig. 1 Esquema de una probeta de Oxígeno

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¿Qué hay de nuevo en control de Temperatura y Atmósfera?

Mucho. En semanas anteriores fuimos invitados por Atmosphere Engineering Co. a asistir a su reunión internacional en Milwaukee, USA. En este evento pudimos atestiguar la nueva oferta tecnológica en tratamientos térmicos y el futuro de de este sector. No quería dejar pasar la oportunidad de compartirles lo que pude observar.

AEC, Integrated Control Solutions. Milwaukee

¿Quienes son Atmosphere Engineering Co. (AEC) en primer lugar? Se trata de una compañía relativamente joven creada por Jason Jossart en el año 2002. En sus inicios se proyectó como una empresa cuya oferta en soluciones de control de flujo se diferenciaba del resto por su innovación y la reducción de costos. Hoy en día AEC cuenta con operaciones en Estados Unidos y Europa, además de representaciones en Alemania, Brasil, Canadá, China y México entre otros, y debido a la ventaja tecnológica su oferta se ha diversificado a sistemas completos de control de hornos, generadores de atmósfera, controladores y sensores.

Dentro de los productos insignia que hoy en día se usan de manera estándar en los equipos de tratamiento térmico se encuentran el EndoInjector y la línea FurnaceMeter. EndoInjector por un lado es un sistema fuel injection...

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