Nitrogen cair: Gas nitrogen dalam keadaan cair. Inert, tidak berwarna, tidak berbau, tidak korosif, tidak mudah terbakar, suhu sangat kriogenik. Nitrogen membentuk sebagian besar atmosfer (78,03% berdasarkan volume dan 75,5% berdasarkan berat). Nitrogen tidak aktif dan tidak mendukung pembakaran. Radang dingin disebabkan oleh kontak endotermik yang berlebihan selama penguapan.
Nitrogen cair merupakan sumber dingin yang praktis. Karena sifatnya yang unik, nitrogen cair secara bertahap semakin mendapat perhatian dan pengakuan dari masyarakat. Penggunaannya semakin meluas di bidang peternakan, industri medis, industri makanan, dan penelitian kriogenik. Di bidang elektronik, metalurgi, kedirgantaraan, manufaktur mesin, dan aspek lainnya, aplikasinya terus berkembang dan meluas.
Superkonduktor kriogenik
Karakteristik unik superkonduktor membuatnya berpotensi digunakan secara luas dalam berbagai kategori. Superkonduktor diperoleh dengan menggunakan nitrogen cair sebagai pengganti helium cair sebagai pendingin superkonduktor, yang membuka peluang penerapan teknologi superkonduktor dalam berbagai bidang dan dianggap sebagai salah satu penemuan ilmiah terbesar di abad ke-20.
Kemampuan levitasi magnetik superkonduktor adalah keramik superkonduktor YBCO. Ketika material superkonduktor didinginkan hingga suhu nitrogen cair (78K, sebanding dengan -196°C), material tersebut berubah dari keadaan normal menjadi keadaan superkonduktor. Medan magnet yang dihasilkan oleh arus yang terlindungi mendorong medan magnet rel, dan jika gaya tersebut lebih besar daripada berat kereta, kereta dapat melayang. Pada saat yang sama, sebagian medan magnet terperangkap dalam superkonduktor karena efek penahan fluks magnetik selama proses pendinginan. Medan magnet yang terperangkap ini tertarik ke medan magnet rel, dan karena adanya gaya tolak dan tarik, kereta tetap melayang dengan kuat di atas rel. Berbeda dengan efek umum tolak-menolak sesama jenis dan tarik-menarik lawan jenis antara magnet, interaksi antara superkonduktor dan medan magnet eksternal saling mendorong dan menarik, sehingga baik superkonduktor maupun magnet eksternal dapat melawan gravitasi masing-masing dan melayang atau menggantung terbalik di bawah satu sama lain.
Pembuatan dan pengujian komponen elektronik
Pengujian stres lingkungan dilakukan dengan memilih sejumlah faktor lingkungan model, menerapkan jumlah stres lingkungan yang tepat pada komponen atau seluruh mesin, dan menyebabkan cacat proses pada komponen, yaitu, cacat dalam proses produksi dan pemasangan, dan memberikan koreksi atau penggantian. Pengujian stres lingkungan berguna untuk menerima siklus suhu dan getaran acak. Uji siklus suhu dilakukan dengan menerima laju perubahan suhu tinggi, tegangan termal besar, sehingga komponen dari bahan yang berbeda, karena sambungan yang buruk, asimetri material itu sendiri, cacat dalam proses yang disebabkan oleh masalah tersembunyi dan kegagalan cepat, menerima laju perubahan suhu 5℃/menit. Suhu batasnya adalah -40℃, +60℃. Jumlah siklusnya adalah 8. Kombinasi parameter lingkungan seperti itu membuat pengelasan virtual, bagian yang terjepit, dan cacat komponen itu sendiri lebih jelas terlihat. Untuk pengujian siklus suhu massal, kita dapat mempertimbangkan penerimaan metode dua kotak. Dalam lingkungan ini, pengujian harus dilakukan pada tingkat tertentu.
Nitrogen cair adalah metode yang lebih cepat dan lebih bermanfaat untuk melindungi dan menguji komponen elektronik serta papan sirkuit.
Keterampilan penggilingan bola kriogenik
Penggiling bola planet kriogenik adalah penggiling bola planet yang dilengkapi dengan penutup penahan panas, di mana gas nitrogen cair terus menerus dimasukkan ke dalamnya. Udara dingin akan berputar dengan kecepatan tinggi dan menyerap panas yang dihasilkan oleh tangki penggiling bola secara real-time, sehingga tangki penggiling bola yang berisi material dan bola penggiling selalu berada dalam lingkungan kriogenik tertentu. Dalam lingkungan kriogenik, penggilingan halus dilakukan untuk pengembangan produk baru dan produksi bahan berteknologi tinggi dalam jumlah kecil. Produk yang dihasilkan berukuran kecil, efektif, memiliki kepatuhan tinggi, dan kebisingan rendah, serta banyak digunakan dalam bidang kedokteran, industri kimia, perlindungan lingkungan, industri ringan, bahan bangunan, metalurgi, keramik, mineral, dan komponen lainnya.
Keterampilan permesinan hijau
Pemotongan kriogenik adalah penggunaan fluida kriogenik seperti nitrogen cair, karbon dioksida cair, dan semprotan udara dingin ke sistem pemotongan pada area pemotongan, sehingga area pemotongan berada dalam kondisi kriogenik atau ultra-kriogenik lokal. Dengan memanfaatkan kerapuhan kriogenik benda kerja dalam kondisi kriogenik, pemotongan dapat meningkatkan kemampuan pemesinan, umur pahat, dan kualitas permukaan benda kerja. Berdasarkan perbedaan media pendingin, pemotongan kriogenik dapat dibagi menjadi pemotongan udara dingin dan pemotongan pendinginan nitrogen cair. Metode pemotongan udara dingin kriogenik dilakukan dengan menyemprotkan aliran udara kriogenik -20℃ ~ -30℃ (atau bahkan lebih rendah) ke bagian ujung pahat yang diproses, dan dicampur dengan sedikit pelumas nabati (10~20 m³ per jam), sehingga berperan sebagai pendinginan, pembuangan serpihan, dan pelumasan. Dibandingkan dengan pemotongan tradisional, pemotongan pendinginan kriogenik dapat meningkatkan kepatuhan pemrosesan, meningkatkan kualitas permukaan benda kerja, dan hampir tidak menimbulkan polusi terhadap lingkungan. Pusat pengolahan Japan Yasuda Industry Company menerapkan tata letak saluran udara adiabatik yang disisipkan di tengah poros motor dan poros pemotong, dan langsung mengarah ke mata pisau menggunakan angin dingin kriogenik -30℃. Pengaturan ini sangat meningkatkan kondisi pemotongan dan bermanfaat untuk penerapan teknologi pemotongan udara dingin. Kazuhiko Yokokawa melakukan penelitian tentang pendinginan udara dingin dalam proses pembubutan dan penggilingan. Dalam uji penggilingan, cairan pemotong berbasis air, angin suhu normal (+10℃), dan udara dingin (-30℃) digunakan untuk membandingkan gaya. Hasil menunjukkan bahwa daya tahan pahat meningkat secara signifikan ketika udara dingin digunakan. Dalam uji pembubutan, tingkat keausan pahat udara dingin (-20℃) secara signifikan lebih rendah daripada udara normal (+20℃).
Pemotongan dengan pendinginan nitrogen cair memiliki dua aplikasi penting. Pertama, menggunakan tekanan botol untuk menyemprotkan nitrogen cair langsung ke area pemotongan seperti cairan pemotong. Kedua, mendinginkan alat atau benda kerja secara tidak langsung dengan menggunakan siklus penguapan nitrogen cair di bawah panas. Saat ini, pemotongan kriogenik penting dalam pemrosesan paduan titanium, baja mangan tinggi, baja keras, dan material lain yang sulit diproses. KPRaijurkar menggunakan alat karbida H13A dan menggunakan siklus pendinginan nitrogen cair untuk melakukan eksperimen pemotongan kriogenik pada paduan titanium. Hasil pengujian menunjukkan bahwa dibandingkan dengan metode pemotongan tradisional, keausan alat dihilangkan secara signifikan, suhu pemotongan berkurang 30%, dan kualitas pemesinan permukaan benda kerja meningkat pesat. Wan Guangmin menggunakan metode pendinginan tidak langsung untuk melakukan eksperimen pemotongan kriogenik pada baja mangan tinggi, dan hasilnya dikomentari. Ketika menggunakan metode pendinginan tidak langsung untuk memproses baja mangan tinggi pada suhu kriogenik, gaya alat dihilangkan, keausan alat berkurang, tanda-tanda pengerasan kerja membaik, dan kualitas permukaan benda kerja juga meningkat. Wang Lianpeng dkk. Penelitian ini mengadopsi metode penyemprotan nitrogen cair dalam pemesinan suhu rendah baja 45 yang telah dipadamkan pada mesin perkakas CNC, dan mengomentari hasil pengujiannya. Daya tahan pahat dan kualitas permukaan benda kerja dapat ditingkatkan dengan mengadopsi metode penyemprotan nitrogen cair dalam pemesinan suhu rendah baja 45 yang telah dipadamkan.
Dalam kondisi pemrosesan pendinginan nitrogen cair, material karbida memiliki kekuatan lentur, ketangguhan patahan, dan ketahanan korosi yang tinggi. Kekerasannya meningkat seiring dengan suhu, namun rendah. Oleh karena itu, material alat potong karbida sementasi dalam pendinginan nitrogen cair mungkin dapat menghasilkan kinerja pemotongan yang sangat baik, seperti pada suhu ruangan, dan kinerjanya ditentukan oleh jumlah fase pengikat. Untuk baja kecepatan tinggi, dengan pendinginan kriogenik, kekerasannya meningkat dan kekuatan impaknya rendah, tetapi secara keseluruhan dapat menghasilkan kinerja pemotongan yang lebih baik. Ia melakukan penelitian pada beberapa material untuk meningkatkan kemampuan pemotongannya dalam pendinginan kriogenik, dengan memilih lima material yaitu baja karbon rendah AIS11010, baja karbon tinggi AIS1070, baja bantalan AISIE52100, paduan titanium Ti-6A 1-4V, dan paduan aluminium cor A390. Hasil penelitian dan evaluasi menunjukkan: Karena kerapuhannya yang sangat baik pada pendinginan kriogenik, hasil pemesinan yang diinginkan dapat diperoleh dengan pemotongan kriogenik. Untuk baja karbon tinggi dan baja bantalan, kenaikan suhu di zona pemotongan dan laju keausan alat dapat ditekan dengan pendinginan nitrogen cair. Dalam pemotongan paduan aluminium cor, penerapan pendinginan kriogenik dapat meningkatkan kekerasan pahat dan ketahanan pahat terhadap keausan abrasif fase silikon. Dalam pemrosesan paduan titanium, pendinginan kriogenik pada pahat dan benda kerja secara bersamaan bermanfaat untuk menurunkan suhu pemotongan dan menghilangkan afinitas kimia antara titanium dan material pahat.
Aplikasi lain dari nitrogen cair
Satelit Jiuquan mengirimkan stasiun bahan bakar khusus pusat untuk memproduksi nitrogen cair, bahan bakar pendorong roket, yang didorong ke ruang pembakaran dengan tekanan tinggi.
Kabel daya superkonduktor suhu tinggi. Digunakan untuk membekukan pipa cairan dalam perawatan darurat. Diterapkan untuk stabilisasi kriogenik dan pendinginan kriogenik material. Keterampilan perangkat pendingin nitrogen cair (tanda ekspansi termal dan kontraksi dingin dalam aplikasi industri) juga banyak digunakan. Keterampilan penyemaian awan nitrogen cair. Keterampilan drainase nitrogen cair dari jet tetesan cairan real-time, terus diteliti secara mendalam. Mengadopsi pemadaman kebakaran bawah tanah nitrogen, api cepat padam, dan menghilangkan kerusakan akibat ledakan gas. Mengapa memilih nitrogen cair: Karena mendinginkan lebih cepat daripada metode lain, dan tidak bereaksi secara kimia dengan zat lain, sangat membatasi ruang dan menyediakan atmosfer kering, ramah lingkungan (nitrogen cair langsung menguap ke atmosfer setelah digunakan, tanpa meninggalkan polusi apa pun), mudah dan nyaman digunakan.
Peralatan Kriogenik HL
Peralatan Kriogenik HLyang didirikan pada tahun 1992 adalah merek yang berafiliasi denganHL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co.,LtdHL Cryogenic Equipment berkomitmen untuk mendesain dan memproduksi Sistem Pipa Kriogenik Berinsulasi Vakum Tinggi dan Peralatan Pendukung terkait untuk memenuhi berbagai kebutuhan pelanggan. Pipa Berinsulasi Vakum dan Selang Fleksibel dibuat dengan bahan insulasi khusus multi-lapisan dan multi-layar vakum tinggi, serta melalui serangkaian perlakuan teknis yang sangat ketat dan perlakuan vakum tinggi, yang digunakan untuk mentransfer oksigen cair, nitrogen cair, argon cair, hidrogen cair, helium cair, gas etilen cair (LEG), dan gas alam cair (LNG).
Rangkaian produk Pemisah Fase, Pipa Vakum, Selang Vakum, dan Katup Vakum di Perusahaan Peralatan Kriogenik HL, yang telah melalui serangkaian perlakuan teknis yang sangat ketat, digunakan untuk mentransfer oksigen cair, nitrogen cair, argon cair, hidrogen cair, helium cair, LEG, dan LNG. Produk-produk ini digunakan untuk peralatan kriogenik (misalnya tangki penyimpanan kriogenik, dewar, dan coldbox, dll.) di berbagai industri seperti pemisahan udara, gas, penerbangan, elektronik, superkonduktor, chip, farmasi, biobank, makanan & minuman, perakitan otomatis, teknik kimia, besi & baja, karet, manufaktur material baru, dan penelitian ilmiah, dll.
Waktu posting: 24 November 2021
