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Controle du cracking des hydrocarbures dans les procedes de cementation basse pression

IP.com Disclosure Number: IPCOM000021009D
Publication Date: 2003-Dec-16
Document File: 2 page(s) / 26K

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Contrôle du cracking des hydrocarbures dans les procédés de cémentation basse pression

L’objectif de contrôler et réguler le cracking du gaz de cémentation de façon � empêcher la formation des suies et goudrons dans le procédé de cémentation basse pression tout en conservant un bon pouvoir cémentant de l’atmosphère a fait l’objet de nombreux travaux ces dernières années.

Les solutions proposées � ce jour peuvent être résumées ainsi :

La cémentation basse pression est réalisée par injection d’un hydrocarbure dans une chambre sous vide � haute température.

Injection du gaz cémentant : L’hydrocarbure cémentant est introduit par cycles courts durant lesquels le cracking de surface permet l’enrichissement en carbone des pièces. Entre chaque cycle l’enceinte est purgée et une pression résiduelle d’azote peut être conservée. La durée des cycles d’injection a été réduite de façon � diminuer les volumes d’hydrocarbure injectés et les quantités de suies et goudrons déposées.

Dilution : Certains procédés utilisent de l’azote ou de l’argon pour diluer les espèces carburantes.

Réduction du temps de séjour : Les phases enrichissement et diffusion s’alternent. Le gaz cémentant est introduit durant les phases d’enrichissement, dont les durées sont optimisées pour ajuster les débits de gaz et donc les quantités de résidus solides. Le gaz est injecté au plus près des pièces afin de limiter son temps de réaction en phase gazeuse.

Limitation de la pression totale dans l’enceinte : La diminution de pression favorise le cracking de surface au dépend des réactions en phase gazeuse, responsables de la synthèse des résidus.

Addition d’hydrogène : L’introduction d’hydrogène est parfois réalisée, de façon � activer la surface des pièces en début de cycle. Certains travaux montrent que la présence d’hydrogène limite la formation de résidus goudronnés.

Pour étudier le cracking des hydrocarbures de cémentation tout en prenant en compte leur aptitude � cémenter des pièces en aciers, il est indispensable de connaître durant les phases d’injection de l’hydrocarbure dans l’enceinte sous vide, les espèces générées par le cracking surfacique et volumique, et leur influence sur l’apparition des suies et goudrons.

Une approche intéressante est de réaliser le contrôle du cracking des hydrocarbures � basse pression par la présence d’hydrogène dans le mélange. L’utilisation d’hydrogène est d’ailleurs recommandée par certains constructeurs de four  avec selon les cas : utilisation de mélanges C3H8/H2 de ratio compris entre 1/1 et ½ ; injection de C2H4 d...