Tubes de protection à fond rond en quartz de haute pureté pour fabricant d'équipements de traitement thermique vietnamien - Mia

Aperçu du projet

• Client: Fabricant vietnamien d'équipements de traitement thermique

• Produit: Tubes de protection à fond rond en quartz 

• Fournisseur: Lianyungang Shengfan Quartz Products Co., Ltd.

• Matériau: Verre de quartz fusionné transparent de haute pureté (pureté SiO₂ ≥ 99,99 %)

• Application: Gaines de protection pour thermocouples pour fours de traitement thermique à haute température, fours de diffusion et équipements de processus de semi-conducteurs — utilisés pour isoler les fils de thermocouple des atmosphères corrosives à haute température et prévenir les attaques chimiques et les dommages mécaniques

• Processus clés: Étirage de tubes de précision → Coupe de face d'extrémité → Soudage à fond rond par fusion à la flamme → Polissage à la flamme de l'orifice d'extrémité → Inspection dimensionnelle

Points de douleur d'origine du client

1. Durée de vie insuffisante des tubes de protection à haute température

Le client utilisait auparavant des tubes de protection en verre ordinaire qui subissaient un ramollissement, une déformation et une dévitrification de surface (opacification) lors d'un fonctionnement prolongé à 800–1100 °C. Cela entraînait la rupture des tubes, exposant les thermocouples directement aux atmosphères corrosives du four, provoquant des défaillances de mesure de température et des arrêts d'équipement imprévus. Le cycle de remplacement moyen des tubes en verre ordinaire n'était que de 2 à 3 mois, ce qui impactait gravement le fonctionnement continu de la chaîne de production.

2. Qualité de soudage à fond rond instable

L'ancien fournisseur utilisait des techniques de soudage à la flamme rudimentaires, ce qui entraînait une épaisseur de paroi inégale dans la section du fond rond, avec des points de concentration de contraintes et des bulles microscopiques présents au fond. Sous le choc thermique cyclique, la zone de soudure du fond était la première à se fissurer, avec des taux de défaillance des tubes de protection dépassant 20 %. De plus, certains lots présentaient un désalignement de l'axe du tube au fond, causant une incompatibilité avec les interfaces d'étanchéité du four lors de l'installation.

3. Finition de surface insuffisante affectant le temps de réponse thermique

La rugosité de la surface extérieure du tube de protection était élevée (Ra > 1,0 µm), accélérant la propagation des microfissures à des températures élevées. La surface rugueuse adsorbait facilement des particules de l'atmosphère du processus, provoquant une calcification de surface qui réduisait l'efficacité de la conduction thermique. Cela entraînait un retard de réponse thermique du thermocouple d'environ 15 à 20 secondes, compromettant la précision du contrôle de température en boucle fermée.

Nos solutions et avantages ciblés

1. Blocs de tubes en quartz de haute pureté pour une durée de vie considérablement prolongée

Nous avons sélectionné des blocs de tubes en quartz fusionné transparent de haute pureté (SiO₂ ≥ 99,99 %, teneur en hydroxyle ≤ 5 ppm), offrant une résistance à la température à long terme jusqu'à 1200 °C et une tolérance à court terme ≥ 1300 °C, avec un coefficient de dilatation thermique de seulement 5,4 × 10⁻⁷/°C et une résistance exceptionnelle aux chocs thermiques. Dans des conditions de fonctionnement continu à 1100 °C, les tubes de protection ne présentent aucun ramollissement, déformation ou dévitrification de surface, avec une durée de vie attendue dépassant 12 mois — 4 à 6 fois celle des anciens tubes en verre ordinaire.

2. Soudage de précision à fond rond par fusion à la flamme éliminant la concentration de contraintes

Nous utilisons un processus de chauffage à la flamme oxyhydrique combiné à un moulage en graphite pour le soudage du fond. Le corps du tube et la section du fond rond sont joints bout à bout et entièrement fusionnés, atteignant une uniformité de l'épaisseur de paroi du fond dans la plage de ±0,2 mm. Après le soudage, un recuit de précision élimine les contraintes internes, sans bulles ni désalignement de l'axe du tube au fond. Chaque lot subit des tests de contrainte du fond et des mesures de circularité pour garantir une qualité de soudage constante.

Résultats de la coopération et commentaires du client

1. Durée de vie des tubes de protection considérablement prolongée

Dans des conditions de fonctionnement continu à 1100 °C, le premier lot de 200 tubes de protection à fond rond en quartz est en service depuis plus de 8 mois sans déformation, dévitrification ou fissuration du joint de fond. La durée de vie attendue dépasse 12 mois — plus de 4 fois celle des produits de l'ancien fournisseur.

2. Taux de rendement du soudage considérablement amélioré

Le processus de soudage de précision à fond rond par fusion à la flamme permet d'obtenir une uniformité de l'épaisseur de paroi du fond stable dans la plage de ±0,2 mm, avec élimination de la concentration de contraintes. Le taux de rendement du soudage par lot est passé de moins de 80 % à 98,5 %, sans aucun retravail requis sur le site d'assemblage du client.

3. Efficacité d'installation considérablement améliorée

Le contrôle de haute précision du diamètre extérieur et de la longueur permet l'installation directe de chaque tube dans les interfaces d'étanchéité du four sans tri ni sélection. Le temps d'installation par appareil a été réduit d'environ 40 minutes à 15 minutes.

4. Vitesse de réponse thermique optimisée

La surface lisse polie à la flamme améliore considérablement l'efficacité de la conduction thermique, réduisant le délai de réponse thermique du thermocouple de 15 à 20 secondes d'origine à moins de 5 secondes — fournissant un retour d'information plus précis en temps réel pour le contrôle de température en boucle fermée.