ЭЛЕВАТОРНАЯ ПЕЧЬ МОДЕЛИ СЭВЭ-4.6/13-ИП-НИТТИН (ОКБ-8085) С ЦЕЛЬНОМЕТАЛЛИЧЕСКИМ НАГРЕВАТЕЛЬНЫМ МОДУЛЕМ ДЛЯ ВАКУУМНОЙ ПАЙКИ ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ СОГЛАСНО НОВОМУ ГОСТ Р 53542-2009

С учетом технических требований Заказчика разработана и серийно изготавливается инновационная элеваторная электропечи модели СЭВЭ-4.6/13-ИП-НИТТИН  (ОКБ-8085) соответствующая новому ГОСТ Р 53542-2009 с цельнометаллическим нагревательным модулем для вакуумной пайки высоколегированных сталей. Она впервые предложена предприятиям, производящим авиационные двигатели и их составные части, а также для авиационных ремонтных заводов. Новая электропечь позволит существенно улучшить технико-экономические характеристики технологического процесса вакуумной пайки высоколегированных сталей и повысить качество паяных узлов.

 

В Российской Федерации с 01 июля 2010 г. введен новый стандарт (ГОСТ Р 53542-2009) «Пайка высоколегированных сталей в вакууме», который распространяется на авиационные двигатели и их составные части, а также устанавливает общие требования к технологическому процессу вакуумной высокотемпературной пайки деталей из коррозионностойких, жаропрочных и жаростойких сталей. Этим стандартом установлены новые требования к оборудованию и к технологическому процессу вакуумной пайки.

С учетом новых требований в ООО «НПП «НИТТИН» в течение 2012-2014 годов был разработан ряд серийных вакуумных электропечей периодического действия торговой марки «НИТТИН» для вакуумной пайки деталей из высоколегированных сталей, согласно данному стандарту. За три года Заказчикам были отгружены вакуумные электропечи: СЭВЭ-3.3/13-ИП-НИТТИН, СНВЭ-2.4.2/13-ИП-НИТТИН, СНВЭ-6.6.4/13-ИП-НИТТИН, СГВ-2.4-2/15-ИП-НИТТИН, СШВЭ-8.12/13-ИП-НИТТИН. Очередной заказ привел к разработке новой модели вакуумной электропечи модели СЭВЭ-4.6/13-ИП-НИТТИН  (ОКБ-8085) (далее по тексту – Электропечь), также соответствующей новому ГОСТу.

Согласно ГОСТ Р 53542-2009, вновь разрабатываемое оборудование для пайки легированных сталей в вакууме необходимо использовать электропечи с вакуумной камерой, представляющей собой сосуд со сплошной водяной рубашкой. Вакуумная камера агрегатируется с системой вакуумной откачки, обеспечивающий предельное остаточное давление в рабочем пространстве не выше 1,33•10-2 Па (1•10-4 мм.рт.ст.) как в процессе нагрева под пайку, так и при температуре пайки. Нагревательные элементы в таких электропечах изготавливают из тугоплавких металлов (молибден, вольфрам) или из углерод-углеродного композиционного материала. Вакуумная печь для пайки должна иметь одну или более тарированных термопар для контроля и управления процессом нагрева под пайку. Температурная однородность по объему рабочего пространства в стационарном (установившемся) режиме должна быть не более ±10 оС. Для обеспечения этой величины печи с рабочим пространством большего объема (более 0,3 м3) должны иметь несколько управляемых независимо электрических зон. Конструкция вакуумной печи должна обеспечивать натекание не более 0,066 л•Па/с (0,5 л•мм.рт.ст./с).

Вакуумные электропечи для пайки рекомендуется оснащать системой управления для обеспечения автоматизированного нагрева по заданному температурно-временному графику с выводом информации на сенсорную панель оператора и документированием ее работы в режиме реального времени, что позволяет исключить брак по вине оператора и непрерывно диагностировать состояние печи. Адаптивная система управления должна автоматически снижать скорость нагрева при снижении вакуума и также автоматически повышать скорость при восстановлении заданного уровня вакуума.

Монтаж, наладку, эксплуатацию и ремонт вакуумных электропечей для пайки следует осуществлять по технической документации предприятия – изготовителя (ООО «НПП «НИТТИН») и в соответствии с Руководством по эксплуатации.

При пайке в вакууме должен обеспечиваться постоянный текущий контроль за следующими параметрами:

— степенью разрежения в течение вакуумного паяльного цикла;

— скоростью нагрева;

— температурой пайки (при допустимых температурных перепадах на паяемом узле);

— длительностью и температурой промежуточных выдержек, а также длительностью выдержки при температуре пайки;

— скоростью охлаждения;

— температурой выгрузки паянного узла.

С учетом вышеизложенных требований была разработана и запущена в серийное производство инновационная элеваторная электропечь модели СЭВЭ-4.6/13-ИП-НИТТИН  (ОКБ-8085) с цельнометаллическим нагревательным модулем (далее по тексту — Электропечь) для вакуумной пайки высоколегированных сталей, согласно новому ГОСТ Р 53542-2009. Ее общий вид представлен на рисунке.

СЭВЭ-4.6_12-НИТТИНРис. – Общий вид вакуумной элеваторной электропечи модели СЭВЭ-4.6/13-ИП-НИТТИН (ОКБ-8085)

Буквенно-цифровая маркировка:

С – нагрев сопротивлением;

Э – конструктивный признак — элеваторная;

В – среда в рабочем пространстве (вакуум);

Э – тип теплоизоляции – экранная;

4 – диаметр рабочего пространства, дм;

6 – высота рабочего пространства, дм;

13 – номинальная температура, сотни ˚С;

И – исполнение;

П – для вакуумной пайки;

НИТТИН – торговая марка российского производителя вакуумных электропечей.

Такая Электропечь впервые предложена российскому рынку, а именно предприятиям авиационной промышленности. Действие стандарта ГОСТ Р 53542-2009 распространяется на продукцию заводов, производящих авиационные двигатели и их составные части, а также авиационных ремонтных заводов. Таким образом новая разработка позволит существенно улучшить технико-экономические характеристики технологического процесса вакуумной пайки высоколегированных сталей и повысить качество паяных изделий. Область их применения:

— тонкостенные детали теплообменников с рабочей температурой до 450 оС;

— трубопроводы, сотовые уплотнения;

— форсунки;

— лопатки направляющего аппарата компрессора;

— теплообменники с рабочей температурой до 600 оС;

— корпусные детали ГТД;

— топливные коллекторы.

Паяемые стали: 12X18H10Т, Х15Н9Ю, X17H5M3, 12Х18Н10Т, 07Х15Н7ЮМ2, 08X17H5M3, 09Х15Н5Д2Т, 03X11H10M2T, 15Х16Н2АМ, 15Х12Н2МФВАБ, 16Х11Н2В2МФ, Х15Н5Д2Т, 12X13, 14X17Н2.

Марки припоев: ВПр2, ВПр4, ВПр13, ВПр7, ВПр50.

Новая вакуумная Электропечь имеет индивидуальный, оригинальный дизайн. Все комплектующие изделия поставляются ведущими производителями в полном соответствии с мировым научно-техническим уровнем и наивысшим стандартам качества.

Типоисполнение и мощность Электропечи выбирались в зависимости от требований Заказчика:

  • массы, конфигурации, размеров паяемого узла и пространственного расположения паяемых соединений;
  • требуемой производительности;
  • удобства и технической возможности осуществления операции загрузки-выгрузки паяемых узлов;
  • термических режимов нагрева, пайки и охлаждения;
  • технической оснащенности производства;
  • условий формирования паяемых соединений.

1. По способу загрузки паяемых узлов Электропечь является элеваторной (с перемещением пода с паяемым узлом вверх, в нагревательный модуль).

2. Электропечь являются полностью автоматизированной с выводом информации на сенсорную панель оператора. В процессе работы идет непрерывное архивирование параметров вакуумного паяльного цикла в режиме реального времени, с возможностью вывода протокола работы Электропечи на печать, а также диагностировать состояние Электропечи в процессе работы. Адаптивная система управления позволяет автоматически снижать скорость нагрева при ухудшении вакуума (связано с возможным интенсивным газовыделением из паяемого узла), а также автоматически повышать скорость нагрева при восстановлении заданного уровня вакуума. Вся контрольно-измерительная аппаратура внесена в реестр Госстандарта России.

3. В Электропечи предложен новый тип цельнометаллического нагревательного модуля для нагрева при высокотемпературной пайке, который обеспечивает высокую однородность температуры в рабочем пространстве Электропечи, а также защиту нагревателей от испаряющихся в заметных количествах компонентов припоя (ранее такой защитой Электропечи не комплектовались). Кроме того, нагревательный модуль с нагревательными элементами из молибдена имеет минимальную массу. Такой нагревательный модуль характеризуется низкой тепловой инерционностью. Это позволяет обеспечить ускоренный нагрев и охлаждение с помощью нейтрального газа.

4. Электропечь оснащена системой напуска нейтрального газа для снижения скорости испарения компонентов припоя с высоким давлением паров при нагреве и температуре пайки.

5. Электропечь имеет систему принудительной конвекции нейтрального газа для обеспечения высоких скоростей нагрева (при температурах ниже 800 оС) и охлаждения паяных узлов после пайки.

6. Вакуумная система обеспечивает предельное остаточное давление в рабочем пространстве в процессе нагрева под пайку и при температуре пайки – не выше 1,33·10-2 Па (1·10-4 мм.рт.ст.). Ионизационные и термопарные преобразователи измеряют давление остаточных газов непосредственно в рабочем пространстве Электропечи.

7. Электропечь является экологически чистой в процессе эксплуатации.

 

Технические характеристики элеваторной Электропечи представлены в таблице.

 

Технические характеристики электропечи модели СЭВЭ-4.6/13-ИП-НИТТИН (ОКБ-8085)

Наименование параметра

Норма параметра

Номинальная температура, 0С

1300

Предельное остаточное давление (после  дегазации), Па (мм.рт.ст.)

1,33•102 Па

(1•104 мм.рт.ст.)

Размеры рабочего пространства Электропечи, мм,
                              диаметр

400

                              высота

600

Среда в рабочем пространстве:

— при нагреве и выдержке;

— при охлаждении

вакуум

вакуум

Габаритные размеры Электропечи, мм
                              ширина

3100

                              длина

3000

                              высота

3200

Установленная мощность, кВт, не более

105

Мощность нагревателей, не более

60

Равномерность температуры в рабочем пространстве в установившемся режиме в пределах температур 500 – 13000С, не более

±5

Время транспортировки из зоны нагрева зону охлаждения, с

8

Количество независимых зон нагрева

1

Масса садки, кг, не более

40

Масса Электропечи, кг, не более

3800

Расход охлаждающей воды, м3/ч, не более

5,0

Время вакуумирования, мин, не более

45

Комментирование запрещено