მოწინავე წარმოების, მეტალურგიისა და სამეცნიერო კვლევების სფეროში, ოპტიმალური კრიოგენული გაზის შერჩევა კრიტიკული საინჟინრო და ფინანსური გადაწყვეტილებაა. როდესაც ობიექტის მენეჯერები და შესყიდვების გუნდები აფასებენ თხევადი არგონი თხევადი აზოტის წინააღმდეგ, ისინი ხშირად იძულებულნი არიან აწონონ ექსტრემალური გაგრილების შესაძლებლობები აბსოლუტური ქიმიური სტაბილურობისა და საერთო საოპერაციო ხარჯების წინააღმდეგ.

მიუხედავად იმისა, რომ ორივე აირი უფერო, უსუნო და არატოქსიკურია მათი სუფთა მდგომარეობით, მათი განსხვავებული ფიზიკური და ქიმიური თვისებები კარნახობს სრულიად განსხვავებულ სამრეწველო გამოყენებას. ეს გზამკვლევი უზრუნველყოფს ყოვლისმომცველ შედარებას, რომელიც დაგეხმარებათ განსაზღვროთ რომელი კრიოგენული გაზი არის შესაფერისი თქვენი კონკრეტული პროექტის მოთხოვნებისთვის.

ძირითადი განსხვავებები: ფიზიკური თვისებები და ქიმიური ინერტულობა

ინფორმირებული გადაწყვეტილების მისაღებად, აუცილებელია გვესმოდეს ფუნდამენტური განსხვავებები ამ ორ კრიოგენულ სითხეს შორის მოლეკულურ დონეზე:

ტემპერატურა და დუღილის წერტილი: თხევადი აზოტი (LN2) ოდნავ ცივია, დუღილის წერტილით -196°C (-320°F). კრიოგენულ თხევად არგონს (LAr) აქვს ოდნავ თბილი დუღილის წერტილი -186°C (-303°F). თუ ნედლი, ულტრა დაბალი ტემპერატურის გაგრილება თქვენი ერთადერთი მოთხოვნაა, აზოტს აქვს მცირე თერმული ზღვარი.

ქიმიური სტაბილურობა (გადამწყვეტი ფაქტორი): აზოტი არის დიატომიური აირი (N2), რომელიც მოქმედებს როგორც ინერტული აირი ოთახის ტემპერატურაზე. თუმცა, ექსტრემალურ სიცხეში, მაგალითად, შედუღების რკალში ან მაღალტემპერატურულ ღუმელში, აზოტს შეუძლია რეაგირება მოახდინოს ლითონებთან და შექმნას მყიფე ნიტრიდები. არგონი, თავის მხრივ, კეთილშობილური აირია. ის არის სრულიად მონოატომური და ამაყობს 100% ქიმიური ინერტულობით ნებისმიერ ტემპერატურაზე. ის არასოდეს რეაგირებს, იჟანგება ან შეცვლის მასალას, რომელსაც იცავს.

სიმკვრივე: არგონის გაზი დაახლოებით 38%-ით უფრო მძიმეა ვიდრე ჰაერი, რაც საშუალებას აძლევს მას ეფექტურად დაგროვდეს სამუშაო ნაწილებზე და უზრუნველყოს შესანიშნავი დამცავი საბანი. აზოტი ოდნავ მსუბუქია ვიდრე ჰაერი, რაც იმას ნიშნავს, რომ ის უფრო სწრაფად იშლება ღია გარემოში.

სამრეწველო თხევადი არგონის გამოყენების შესწავლა: როდის არის არგონი აუცილებელი?

იმის გამო, რომ არგონი შეადგენს დედამიწის ატმოსფეროს მხოლოდ 0,93%-ს (აზოტის 78%-თან შედარებით, ფრაქციული დისტილაციით მისი წარმოება გაცილებით ძვირია. ამიტომ, სამრეწველო თხევადი არგონი გამოყენება, როგორც წესი, რეზერვირებულია იმ აპლიკაციებისთვის, სადაც აბსოლუტური ქიმიური ინერტულობა შეუძლებელია.

ძირითადი აპლიკაციები, რომლებიც ეყრდნობა კრიოგენულ თხევად არგონს, მოიცავს:
რკალის შედუღება (TIG და MIG): არგონი არის ოქროს სტანდარტი შედუღების დროს აირების დამცავისთვის, განსაკუთრებით რეაქტიული ლითონებისთვის, როგორიცაა ალუმინი, ტიტანი და უჟანგავი ფოლადი. მისი მაღალი სიმკვრივე უზრუნველყოფს უმაღლეს ფარს ატმოსფერული ჟანგბადისგან, ხოლო მისი ინერტულობა ხელს უშლის შედუღების ფორიანობას და მტვრევადობას, რაც უზრუნველყოფს სტრუქტურულად მყარ და ესთეტიურად სუფთა სახსარს.

მოწინავე მეტალურგია და ფოლადის წარმოება: AOD (არგონის ჟანგბადის დეკარბურიზაცია) პროცესში, რომელიც გამოიყენება უჟანგავი ფოლადის წარმოებისთვის, თხევადი არგონი ორთქლდება და აფეთქდება გამდნარ ლითონში. ის ხელს უწყობს ნახშირბადის და სხვა მინარევების მოცილებას ძვირფასი ქრომის შემცველობის დაჟანგვის გარეშე.

ნახევარგამტარების და ელექტრონიკის წარმოება: როგორც ჩვენს წინა სახელმძღვანელოებში განვიხილეთ, უნაკლო სილიციუმის კრისტალების ზრდა მოითხოვს აბსოლუტურად უჟანგბადო და არარეაქტიულ გარემოს. თხევადი არგონი უზრუნველყოფს ამ ხელუხლებელ ატმოსფერულ ფარს, ხელს უშლის მიკროსკოპულ დეფექტებს, რამაც შეიძლება გაანადგუროს ნანომასშტაბიანი მიკროჩიპები.

თხევადი აზოტის სფერო: როდის არის აზოტი უკეთესი არჩევანი?

თუ თქვენი პროექტი არ მოიცავს ექსტრემალურ სიცხეს ან რეაქტიულ ლითონებს, თხევადი აზოტი თითქმის ყოველთვის უფრო ეფექტური არჩევანია. მისი პირველადი სამრეწველო გამოყენება ეყრდნობა მის სწრაფ გაყინვის შესაძლებლობებს და ძირითად გამწმენდ თვისებებს:

კრიოგენული გაყინვა და საკვების დამუშავება: LN2 ფართოდ გამოიყენება საკვები პროდუქტების ინდივიდუალური სწრაფი გაყინვისთვის (IQF), ტენიანობისა და უჯრედული მთლიანობის შესანარჩუნებლად საკვების ქიმიური ცვლილების გარეშე.

შეკუმშვის მორგება: მექანიკურ ინჟინერიაში, თხევადი აზოტი გამოიყენება ლითონის კომპონენტების შესამცირებლად (როგორიცაა საკისრები ან ლილვები), რათა მათ ადვილად ჩასვათ შეჯვარების ნაწილებში. როდესაც ლითონი ათბობს, ის ფართოვდება, ქმნის წარმოუდგენლად მჭიდრო ჩარევას.

ზოგადი გაწმენდა და საბანი: მილსადენებში აქროლადი სითხეების გადაადგილებისთვის ან ქიმიური საცავის ავზების დაფარვის მიზნით, წვის თავიდან ასაცილებლად, აზოტი უზრუნველყოფს საკმარისად ინერტულ გარემოს არგონის ღირებულების ფრაქციით.

განაჩენი: როგორ ავირჩიოთ?

როდესაც გადაწყვეტთ თხევად არგონსა და თხევად აზოტს შორის, ცერის წესი მარტივია:

აირჩიეთ თხევადი აზოტი სუფთა, ეკონომიური კრიოგენული გაგრილებისთვის, საკვების გაყინვისთვის და ჟანგბადის ძირითადი გადაადგილებისთვის, სადაც ექსტრემალური სიცხე არ არის ფაქტორი.

აირჩიეთ თხევადი არგონი როდესაც თქვენი პროცესი მოიცავს ელექტრო რკალებს, გამდნარ ლითონებს ან ძალიან მგრძნობიარე ელექტრონიკას, სადაც აბსოლუტური ქიმიური ინერტულობაა საჭირო მასალის დეგრადაციის თავიდან ასაცილებლად.