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Helio y argón en la industria

Función de gases industriales como el argón y helio

Soldadura por arco metálico con gas (GMAW / “MIG”)

El proceso de soldadura por arco metálico con gas (GMAW / “MIG”) utiliza un arco eléctrico establecido entre un electrodo de hilo consumible y la pieza de trabajo. El proceso GMAW puede implementarse como un proceso manual, semiautomático o automático, y la flexibilidad que ofrecen las distintas variaciones del proceso es ventajosa en muchas aplicaciones incluyendo la función de gases industriales como argón y helio.

Uno de los procesos mas comunes en la soldadura

El GMAW proporciona un aumento considerable de las tasas de deposición de metal de soldadura en comparación con el GTAW o el SMAW, y cuando se implementa como un proceso semiautomático, normalmente se requiere menos habilidad del soldador.

Sin embargo, los equipos de GMAW son más complejos, menos portátiles y, por lo general, requieren más mantenimiento rutinario que los procesos GTAW y SMAW. GMAW es el proceso más común para soldar aleaciones resistentes a la corrosión y para realizar soldaduras de sección gruesa.

Helio y argón para soldadura

En GMAW, el mecanismo por el que el metal fundido en el extremo del electrodo de hilo se transfiere a la pieza tiene un efecto significativo en las características de la soldadura.

En GMAW son posibles tres modos de transferencia de metal: transferencia por cortocircuito, transferencia globular y transferencia por pulverización.

Además, existe una variación del modo de transferencia por pulverización denominada pulverización pulsada.

La selección del gas de protección es fundamental para el desarrollo del procedimiento GMAW.

En el caso de las aleaciones a base de Ni-/Co, la atmósfera de gas de protección suele ser argón o argón mezclado con helio. La energía de ionización relativamente baja del argón facilita un mejor arranque/estabilidad del arco y su baja conductividad térmica proporciona un perfil de penetración más profundo en forma de dedos.

Si se utiliza solo, el helio crea un arco inestable, salpicaduras excesivas y un baño de soldadura que puede ser excesivamente fluido, pero cuando se añade al argón, proporciona un baño de soldadura más fluido que mejora la humectación y produce un cordón de soldadura más plano.

La adición de oxígeno o dióxido de carbono, aunque se utiliza comúnmente con otros metales, debe evitarse al soldar aleaciones base Ni-/Co.

Estas adiciones producen una superficie altamente oxidada y promueven la porosidad del metal de soldadura, superficies irregulares del cordón y defectos de fusión incompletos.

Soldadura con argón y helio

Factores que dependen de la mezcla de gas

La mezcla óptima de gas de protección depende de muchos factores, incluyendo:

  • El diseño/geometría de la junta de soldadura.
  • La posición de soldadura.
  • El perfil de penetración deseado.

En la mayoría de los casos, se sugiere una mezcla de 75% de Ar y 25% de He; se han obtenido buenos resultados con contenidos de helio del 15 al 30%.

Durante la transferencia por cortocircuito, la adición de helio al argón ayuda a evitar cordones de soldadura demasiado convexos que pueden provocar defectos de fusión incompletos.

Para la transferencia por pulverización, se pueden obtener buenos resultados con argón puro o con mezclas de argón y helio.

Soldadura

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Sin embargo, puede observarse algo de oxidación u “hollín” en la superficie de la soldadura.

Los caudales de gas de protección deben estar generalmente en el rango de 25 a 45 CFH (12 a 21 L/min). Un caudal demasiado bajo no proporciona un blindaje adecuado de la soldadura, mientras que los caudales excesivamente altos pueden interferir con la estabilidad del arco.

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Dispensador de gas

Prevención de incendios con gas natural

El nitrógeno es un gas inerte de extinción de incendios ambientalmente aceptable y respetuoso con las personas para instalaciones vitales con una amplia gama de riesgos.

Nitrógeno

Los sistemas de supresión de incendios con nitrógeno utilizan nitrógeno puro, que es un gas inerte natural presente en la atmósfera. Es seguro para su uso en espacios ocupados y no supone ninguna amenaza para el medio ambiente. El nitrógeno actúa como supresor de incendios reduciendo el contenido de oxígeno dentro de una habitación hasta un punto en el que el fuego se extinguirá, sin comprometer la seguridad de las personas presentes en la habitación. El nitrógeno no se descompone ni produce ningún subproducto cuando se expone a una llama.

Características

  • Eficaz contra incendios de muchos materiales combustibles y líquidos inflamables
  • No requiere limpieza después de un evento de fuego como resultado de la liberación del agente
  • No daña los bienes protegidos
  • Puede almacenarse a baja temperatura ambiente
  • Recarga económica con agente de acceso local

Especificaciones técnicas

  • No es conductor y puede utilizarse en entornos con equipos electrónicos sensibles
  • Carece de cualidades oxidativas
    No supone una amenaza para el medio ambiente (cero agotamiento de la capa de ozono/cero calentamiento global)

La atmósfera de la Tierra -el aire que respiramos- está compuesta por un 78% de nitrógeno y un 21% de oxígeno.

Aunque el oxígeno es estupendo para las personas, desgraciadamente es muy reactivo con los metales. Cuando el oxígeno reacciona con los metales, como las tuberías de acero, el proceso se denomina oxidación. Esta oxidación del metal es lo que conduce a la corrosión naranja/roja (óxido) que se ve en las tuberías de los rociadores contra incendios.

Gas nitrógeno

El nitrógeno, en cambio, es un elemento estable. Es un gas inerte. Esto significa que no reacciona con los metales. Por lo tanto, no se produce oxidación ni óxido.

La clave está en eliminar ese 21% de oxígeno del interior de las tuberías de los aspersores contra incendios y sustituirlo por nitrógeno puro.

Aunque el aire contiene el problema (oxígeno), también contiene la solución (nitrógeno). El nitrógeno es el sustituto perfecto del oxígeno. Es inerte, está disponible en todo el mundo y su suministro es inagotable.

Los generadores de nitrógeno toman el aire que nos rodea y separan el oxígeno. Se bombea hasta un 99% de nitrógeno puro en el sistema de aspersión para dispersar el aire oxigenado.

La corrosión en estos sistemas causa fallos que provocan daños a la propiedad, paradas de producción y mayores costes de mantenimiento. Además, la corrosión afecta a la hidráulica del sistema y reduce la eficacia de los diseños de los sistemas de rociadores contra incendios.

Prevención de incendios con gas

Históricamente, los sistemas de extinción de incendios en seco y de preacción han utilizado aire comprimido como gas de supervisión para presurizar sus tuberías. Sin embargo, el aire comprimido contiene oxígeno y humedad, lo que provoca la corrosión de las tuberías del sistema.

El nitrógeno, que actúa como gas supervisor en las tuberías

Es un inhibidor de la corrosión bien documentado y se ha aplicado en industrias como la del gas y el petróleo, la farmacéutica y la del tránsito marítimo.

Un estudio reciente analiza los efectos inhibidores de la corrosión del gas nitrógeno al 98% cuando se aplica al acero al carbono y al acero galvanizado, en un entorno que simula un sistema de rociadores contra incendios de tubería seca. Se utiliza la metodología de la pérdida de peso para examinar los efectos.

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