Un traitement thermique fiable grâce à la technologie du vide appropriée

Maulburg - La technologie du vide est un aspect essentiel des processus de traitement thermique. Elle joue un rôle important dans la réalisation d'objectifs de qualité et elle permet d'effectuer des processus de traitement thermique de manière fiable et économique. La société HJS Emission Technology a décidé d'utiliser une technologie sèche à vis COBRA de Busch pour son processus de frittage et, après plus de 5 ans de fonctionnement, elle est désormais certaine d'avoir fait le bon choix.
Four à vide avec système de vide à sec comprenant une pompe à vide Roots (booster) et une pompe à vide à vis COBRA
Four à vide avec système de vide à sec comprenant une pompe à vide Roots (booster) et une pompe à vide à vis COBRA

HJS Emission Technology est basée à Menden, dans le Sauerland, une région d'Allemagne. Cette société développe et produit des systèmes de convertisseurs de gaz d'échappement modulaires permettant de réduire les émissions des moteurs à combustion interne. Cette technologie innovante et écologique permet de réduire considérablement les particules et les oxydes d'azote contenus dans les gaz d'échappement et est utilisée pour les moteurs diesel de voitures, de poids-lourds et d'applications non routières. 

Les dispositifs de contrôle des émissions de HJS sont intégrés, en tant qu'équipements standard, dans des moteurs neufs et il est également possible de les monter ultérieurementdans des installations et véhicules plus anciens. Cette société a développé un filtre à particules en  métal fritté qui constitue le cœur de ces dispositifs de contrôle des émissions. La matière première des filtres est un treillis métallique expansé avec un revêtement constitué d'une poudre métallique. Les deux matériaux sont thermorésistants et ne s'oxydent pas. Ils sont fusionnés ensemble par frittage afin de former un film métallique mince et poreux. Les filtres à particules SMF® sont fabriqués par estampage, pliage et soudage de ce film.

Le processus commence avec une feuille d'acier inoxydable austénitique qui est expansée pour former un treillis. Le treillis est revêtu d'un mélange de poudre d'acier fortement allié et d'un agent de liaison, puis fritté dans un four horizontal pour fusionner les matériaux . Avant le processus de frittage, le vide est fait dans le four à l'aide d'une pompe à vide combinée Roots / à vis, à deux étages, jusqu'à 10-2 mbar, puis le four est rincé avec du gaz inerte. Le four est ensuite chauffé à 1 100°C et le processus de frittage d'une durée de 12 heures est réalisé.

Lorsque les filtres à particules SMF® ont été fabriqués pour la première fois, le comportement des nouveaux matériaux pendant le frittage était totalement inconnu. Le vide dans le four était initialement généré par une pompe à vide Roots (booster) avec une pompe à vide à palettes rotatives lubrifiées par de l'huile en tant que pompe de renfort. Ce système présentait un inconvénient de taille :  la poussière et les matières organiques s'accumulaient dans l'huile de la pompe à vide au cours de la fabrication. Ces dépôts provoquaient une usure accélérée des palettes rotatives et le vide requis de 10-2 mbar ne pouvait plus être atteint. Les contaminants avaient également un effet négatif sur les roulements de la pompe, qui étaient soumis à une usure plus importante. Pour réaliser le processus de frittage de manière fiable, l'huile de la pompe à vide devait être changée toutes les deux semaines. Il en résultait une augmentation des coûts découlant de l'arrêt de la production et de l'achat et de l'élimination de l'huile synthétique.

Après consultation des fabricants de fours, le responsable Recherche & Développement de HJS, Simon Steigert, a décidé de remplacer la pompe à vide à palettes rotatives lubrifiées par une technologie de vide fonctionnant à sec.
Les spécialistes du vide de Busch ont recommandé une pompe à vide à vis COBRA, qui a ensuite été installée. En guise de précaution, un mécanisme de purge a été monté afin de permettre le nettoyage de la pompe à la fin du processus de frittage. Un examen minutieux de la pompe à vide à vis COBRA après 2 500 heures de service a montré qu'aucun dépôt ne s'était accumulé alors que le mécanisme de purge n'avait pas été utilisé.

Ce système a fonctionné pendant 13 000 heures au cours des cinq dernières années et Simon Steigert est affirmatif : "La décision d'utiliser une pompe à vide à vis COBRA de Busch était le meilleur choix." Au cours de ces cinq années de service, la seule opération de maintenance effectuée a été un entretien toutes les 6 000 heures. Le mécanisme de purge monté à titre préventif n'a jamais été utilisé. La pompe à vide est purgée à la main lors de l'entretien, une tâche presque négligeable comparée aux vidanges d'huiles toutes les deux semaines pour la pompe à palettes rotatives initialement utilisée.
 


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