Système sous ultra vide poussé (UHV)

Options courantes

• Atmosphère de gaz protecteur entièrement contrôlée dans les fours à chambre sous vide
• Option gaz réactifs (H2, CO, CO2, H2S, H2O, CH4 & C2H4 et autres sur demande)
• Options de pompes à vide
• Option pression partielle
• Possibilité de postcombustion (thermique, catalytique ou avec flamme active au propane)
• Atmosphère de gaz protecteur avec cornue métallique dans des fours à chambre standard
• Plaques de protection SiC pour protéger les éléments chauffants dans les fours à chambre standard

1. Atmosphère de gaz protecteur entièrement contrôlée
Les fours à chambre sous vide (ex. GLO, LHT, HTK, HBO, HTBL, V-L) sont équipés en série d'un système complet de régulation du gaz protecteur. Selon la taille et la température, commandes semi-automatiques (rotamètre) ou commandes entièrement automatiques via API avec écran tactile et rotamètre sont disponibles. Des régulateurs de gaz supplémentaires et toute la gamme de pompes à vide en option (pompes à palettes, à lobes/piston rotatif, pompes à diffusion d'huile, pompes turbomoléculaires) peuvent être fournis. Dans certains cas, une pompe à vide est nécessaire pour assurer le bon fonctionnement du four.

2. Option gaz réactifs
Solution entièrement automatique incluant :

• Surveillance complète via automate SIEMENS S7-300 avec panneau TP1900 ou panneau WinCC
• Installation d'un gaz inerte (azote/argon) régulé par un débitmètre massique (MFC)
• Régulateur de débit massique (MFC) pour la régulation sûre du débit de gaz réactif
• Capteur de gaz réactifs
• Torche active pour une combustion complète et sûre
• Réservoir de rinçage de sécurité
• Composants de sécurité certifiés SIL 2

Pour la sécurité, l'alimentation en gaz est conçue conformément à la norme EN 746-3 : la chambre ne doit pas contenir d'oxygène avant chauffage ni avant l'introduction de gaz inflammables; tous les états de sécurité sont surveillés et des mesures de rinçage sont prévues en cas de situation dangereuse.

3. Options de pompes à vide
Tous les fours à chambre sous vide peuvent être adaptés pour fonctionner sous H2, CO, CO2, H2S, H2O, CH4 ou C2H4. Les technologies de pompage proposées permettent d'atteindre différents niveaux de vide :

• Pompe turbomoléculaire : rotors rapides (>10 000 rpm) combinée à une pompe primaire pour atteindre le vide poussé; crée un vide exempt d'hydrocarbures pour une atmosphère très pure
• Pompe à diffusion d'huile : sans pièces mobiles; utilise une vapeur d'huile pour atteindre le vide poussé; possibilité d'infiltration de petites quantités d'huile dans la chambre
• Pompe à piston rotatif / pompe à lobes : conçues pour le vide fin; volume exempt de graisse; à utiliser avec pompe primaire
• Pompe à palettes : pompe primaire la plus courante (1 ou 2 étages), peut pomper contre la pression atmosphérique; atteint un vide grossier ou début du vide fin; option de groupes de pompage exempts de graisse ou spécial (membrane, cryogénique, getter ionique) sur demande

Le vide final et le temps pour l'obtenir dépendent de facteurs tels que la propreté, le dégazage des échantillons, les fuites et la sélection des joints. Les appareils à vide sont nettoyés avant montage; les performances sont définies et mesurées selon des procédures standard (PNEUROP).

4. Option pression partielle
La pression partielle est un flux de gaz maintenu à une pression de vide définie dans le four. Nécessite un automate Siemens avec débitmètre et une vanne de sortie de gaz réglable. Un débitmètre régule le débit; la pression de vide est maintenue par l'ouverture/fermeture d'une vanne pneumatique en amont de la pompe à palettes. La pression peut être réglée entre 10 et 1000 mbar. D'autres pompes peuvent être utilisées pour obtenir des pressions plus faibles pendant le débit de gaz.

5. Possibilité de postcombustion
Plusieurs solutions de postcombustion sont proposées (thermique, catalytique, flamme active au méthane/propane). Pour la postcombustion active, il est recommandé d'installer un tuyau d'évacuation de gaz chauffé entre le four et le dispositif de postcombustion afin d'éviter la condensation des gaz et réduire l'entretien du système d'échappement.

6. Atmosphère de gaz protecteur avec cornue métallique
La qualité d'une atmosphère contrôlée est limitée pour des fours non étanches au gaz. Dans les étuves/fours non hermétiques, l'atmosphère est obtenue par rinçage à l'aide d'une cornue métallique :

• Étuvess HTMA jusqu'à 700 °C : réduction de la teneur en oxygène jusqu'à 50 ppm (chambre intérieure soudée, 2 vannes à pointeau avec débitmètre et clapet anti-retour)
• Cornues métalliques pour fours CWF et GPC jusqu'à 1150 °C : couvercle avec rainure remplie de poudre d'oxyde de zirconium; après rinçage approprié, teneur en oxygène possible ~30 ppm

Le four et la cornue doivent être commandés ensemble pour adaptation mécanique et thermique.

7. Plaques de protection SiC
Des plaques de protection en carbure de silicium (SiC) peuvent être installées pour protéger les éléments chauffants contre les émanations gazeuses des échantillons.

Exemples & conformité
Exemples présentés incluent des fours HTK, HTRH, GPCMA, AZ, HZS et autres variantes avec options pompe turbo, contrôle gaz inerte, conformité AMS 2750G pour des applications spécifiques. Certains systèmes sont conçus et mis en œuvre conformément à EN 746-3 et équipés d'éléments certifiés SIL2 pour l'exploitation sûre avec hydrogène et autres gaz inflammables.

Caractéristiques / spécifications techniques

• GAS SUPPORT : Gaz support et réactifs possibles : H2, CO, CO2, H2S, H2O, CH4, C2H4 et autres sur demande
• Contrôles : De rotamètre manuel à automatisation complète via SIEMENS S7-300, TP1900 ou WinCC; MFC pour régulation des gaz
• Normes & sécurité : Conforme aux exigences EN 746-3 pour installations gaz; composants de sécurité certifiés SIL2
• Pompes à vide disponibles : pompes à palettes (1/2 étages), pompes à piston/à lobes, pompes à diffusion d'huile, pompes turbomoléculaires; options spéciales : pompes sans graisse, membrane, cryogénique, getter ionique
• Pression partielle : régulation typique entre 10 et 1000 mbar (via vanne pneumatique et contrôle automate)
• Températures & exemples : HTMA jusqu'à 700 °C (réduction O2 ~50 ppm); cornues métalliques jusqu'à 1150 °C (O2 possible ~30 ppm après rinçage); fours HTK/HTRH/others pour fonctionnement jusqu'à 1800–2200 °C selon modèle
• Postcombustion : options thermique, catalytique ou flamme active (méthane/propane) avec tuyau d'évacuation chauffé recommandé
• Mesures de performance : vide final et temps de pompage dépendants de propreté, dégazage des échantillons, taux de fuite et matériaux introduits; essais et caractérisation selon PNEUROP