クレイグ・モラー（チーフ・エンジニア）、ブラッド・スチュワート（ソフトウェア＆コントロール・エンジニアリング・リーダー）、スティーブ・ハーテンバーガー（エレクトリカル・レトロフィット・プロダクト・リーダー）とともに
水蒸気はどこにでもある。イリノイ州北部の寒く乾燥した冬の日でも、空気中には水蒸気が存在する。私たちは露点を計算することで、周囲の水蒸気を測定しています。露点とは、ある一定の気圧で100%の相対湿度に達するために空気を冷やさなければならない温度です。
つまり、真冬に気温が華氏10度となり、地元の気象専門家が華氏-7度の露点を報告した場合、夜間の気温が通常のパターンで気圧が一定であると仮定すると、大気中から水分が析出することが予想される。その結果、気温が華氏-7度を下回ると、冷たい表面に霧や霜が発生する可能性がある。
「Ipsenのチーフエンジニアであるクレイグ・モラーは、 「-7°Fは埋め戻しガスにとって非常に悪い露点です。「水分含有量が多すぎます。アルゴンのようなプロセスガスを監視する場合、通常 -60° F ～ -100° F の露点を探します。
高温・低圧になる。 真空炉 は、水分子をその構成要素である水素と酸素に分解することができる。熱処理工程に酸素が混入すると、部品の変色や酸化を引き起こし、ホットゾーンにもダメージを与える。
プロセスガスの露点監視
露点センサー は、プロセス・ガス・システムのリークからチャンバー内に侵入する水蒸気から炉や部品を保護する上で大きな役割を果たすことができます。
露点センサーは通常、アルゴンや窒素などのプロセスガスとインラインで設置されます。センサーは、プロセスガスが真空チャンバーに入る直前に、水蒸気の存在と濃度をフローテストします。センサーはデジタル表示付き湿度計に接続され、アナログ、デジタル、デュアルリレーアラーム出力が可能です。露点センサーは、ガスが流れている限り、高圧でもゆっくりしたトリクルでも、正確な情報を提供できます。このセンサーは、手動検査、またはPLCや炉制御ソフトウェアとの統合によるアクティブトラッキングで読み取り値を提供するよう設定でき、トレンドの記録やアラートの発生が可能です。
「航空宇宙産業の顧客に関しては、そのレシピの多くが、特定のプロセスガスやクエンチングガスは非常に高純度でなければならないと指定しています。アルゴンのようなプロセスガスは、乾燥すればするほどコストが高くなります。「航空宇宙産業の顧客は、熱処理レシピにアルゴンを使用する場合、特定の露点基準を満たさなければならないことを知っています。
産業ガス・プロバイダーは純度99%から純度99.995%までの製品を提供できるが、大きな屋外ガスタンクと生産現場の真空炉を接続するには、何フィートものパイプが必要になる。その過程で、多くの継ぎ手、屈曲部、継手、バルブに遭遇することも珍しくありません。各接合部には漏れのリスクがあり、陽圧下であっても周囲の空気（特に水蒸気）がシステムに侵入し、部品の酸化を引き起こす可能性があります*。
さらに、アルゴンと窒素のように2つの異なるガスを炉に導入するレシピもあり、その場合はそれぞれに露点仕様があります。「このようなプロセスを使用する顧客のほとんどは、（露点センサーが）必要であることを知っており、新しい炉に組み込むか、レトロフィットに設置するよう特別に依頼します」と、電気レトロフィットの製品リーダーであるスティーブ・ハーテンバーガーは指摘する。
*ベルヌーイの原理は、太いパイプから細いパイプに向かう方向に圧力が発生するガスシステムにおいて、細いパイプ内のガス圧力が太いパイプ内よりも低くなることを示している。この細いパイプの一部分に漏れがあると、真空のように働き、周囲のガスをシステムに引き込むことができる。
インライン露点センサーを使用するオペレーターは、毎サイクルの前に露点測定値をチェックし、記録することを推奨する。統合システムは、サイクル全体を通して露点測定値を報告・記録することができる。露点測定値が仕様から外れた場合、センサーにアラームを発するよう指示することができる。
「露点アラームは、オペレーターが酸化の可能性のある原因のひとつを特定するのに役立ちます」とモラー氏は説明する。「配管内を移動するガスの速度が速いほど、漏れを介して空気を取り込む可能性が高くなり、アラームが作動する可能性が高くなる。
露点システムアラームがサイクルの途中で作動した場合、オペレーターは、読み取り値、アラームが作動したプロセスの部分を記録し、サイクルを完了まで実行させ、その後、部品と高温ゾーンを綿密に検査することを望むだろう。
「露点センサーのアラームは、通常、継手をバブルテストする時期であることを意味します」とモラーは提案した。
露点問題の原因を特定する方法：
- ガス管をバブルテストし、すべての接合部（ジョイント、ベンド、接続継手、バルブ）での漏れをチェックする
- 貯蔵タンク内のガスが純度仕様に適合していることをテストする。
- ジャンクションのバブルテスト終了後、ガスアキュムレータータンクに戻るファーネスラインをポンプダウンし、ヘリウムを使用して真空テストを行う。
- 露点センサーがまだ範囲外の場合は、炉からガス源まで の正圧バブルテストを再度行ってください。