Print deze pagina
PrintversieHet is belangrijk dat de infrastructuur voor het aanvoeren en vervoeren van gassen goed werkt. Wanneer er problemen optreden in de infrastructuur, kan dit onder andere leiden tot kostbare down time van de bewerking, mislukte werkstukken, kapotte machineonderdelen en beschadigde optieken. In deze paragraaf zullen er enkele onderwerpen besproken waar rekening mee moet worden gehouden bij het gebruik van infrastructuur.
In situaties waarin veel gas verbruikt wordt en/of gas op veel verschillende plaatsen nodig is, is het niet handig om heel vaak cilinders te vervangen en te controleren of cilinders nog wel voldoende gevuld zijn. In zo'n geval is het handig om een gasdistributie systeem aan te brengen. Hiermee worden op een of meerdere centrale plaatsen cilinders verbonden en worden de gassen met behulp van leidingsystemen vervoerd naar de plaatsen waar ze nodig zijn.
In onderstaande figuur is een deel van zo'n gasdistributie systeem (een manifold) aangegeven. Aan de linker zijde bevinden zich twee gascilinders net als aan de rechter zijde. Wanneer een voorraad cilinders leeg is, kan over geschakeld worden op de andere voorraad, waarna vervolgens de eerste voorraad vervangen kan worden.
Hier onder zal een aantal aspecten kort besproken worden.
Switch over
Bovengenoemde overschakeling gebeurt met een systeem dat een switch over heet.
Switch overs zijn te verkrijgen in handmatige, semi-automatische en volledig automatisch vorm. Bij een semi-automatische switch over moeten vooraf een minimum en een maximum gewenste uitlaatdruk ingesteld worden. De switch over zorgt er dan voor de uitlaatdruk tussen de twee ingestelde drukken blijft. Bij een volledig automatische overschakeling hoeft alleen de druk ingesteld te worden waarbij overgeschakeld moet worden van de ene op de andere gasvoorraad. De switch over zorgt dan voor de rest. Volledig automatische overschakeling kan met een overschakeling waarbij een fluctuatie in uitlaatdruk optreedt bij het overschakelen van de ene op de andere voorraad (unregulated automatic switch over). De betere systemen systemen vertonen deze drukfluctuatie niet (regulated automatic switch over).
Leidingen
Om te voorkomen dat lasergassen verontreinigd worden, dient de verbinding tussen de cilinder en de laser zo kort mogelijk te zijn. De kans op diffusie wordt daarmee beperkt. Het gebruik van koperen of roestvast stalen leidingen is altijd aan te bevelen. Wanneer dit niet mogelijk is (bijvoorbeeld omdat de leiding flexibel moet zijn), worden slangen van polyethyleen aanbevolen vanwege hun hoge diffusieweerstand tegen waterdamp en zuurstof.
Afsluiters
Afsluiters moeten zo dicht mogelijk worden geplaatst bij de plek waar het gas gebruikt wordt. Bij het dichtdraaien van de afsluiters, gaat de hoeveelheid gas die zich nog in de leidingen na de afsluiter bevindt namelijk verloren. Bovendien kan er in het deel van de leidingen dat na de afsluiter zit, verontreiniging komen.
Het openen en sluiten van afsluiters kan automatisch geregeld worden. Het openen en sluiten wordt dan samen met de laserbewerking ingeprogrammeerd. Zo kan er bijvoorbeeld ook automatisch gewisseld worden tussen verschillende procesgassen.
Flow meters
Met behulp van flow meters kan gekeken worden wat het debiet aan gas is.
Compressors
Het kan soms nodig zijn dat gas onder een hoge druk beschikbaar moet zijn (gassen tot 2 MPa komen in de praktijk voor). Dit gebeurt bijvoorbeeld het bij lasersnijden, waar het procesgas de smelt uit de snede moet drijven. In dergelijke gevallen kan het noodzakelijk om tussen de gasvoorraad en de plaats van bewerking een compressor te plaatsen om het gas op voldoende hoge druk te krijgen. Deze compressor helpt ook om energieverliezen bij het gastransport door de leidingen te compenseren.
Spoelen
Wanneer cilinders vervangen worden, dan is het mogelijk dat er verontreinigingen in het systeem komen. Om deze verontreinigingen te verwijderen moet er gespoeld worden: men moet een of meerdere keren schoon gas door de leidingen laten stromen.
Drukregelaars
Drukregelaars worden in twee klassen verdeeld: single stage en dual stage regelaars. Single stage drukregelaars (zie onderstaande figuur) verminderen de druk van het gas in één stap. Een nadeel van dit type regelaar is dat deze de uitgangsdruk niet exact constant kan houden naarmate de ingangsdruk varieert door bijvoorbeeld het afnemen van de gasvoorraad.
Single stage regelaars zijn dus niet zo geschikt voor processen waar een constante uitgangsdruk erg belangrijk is. Dual stage regelaars (zie onderstaande figuur) verminderen de druk in twee stappen: de inlaatdruk wordt eerst terug gebracht naar een tussendruk, die vervolgens terug gebracht wordt naar de uitlaatdruk. Hierdoor kan de uitlaatdruk beter gecontroleerd worden. Materialen die veelal gebruikt worden voor drukregelaars zijn: koper, aluminium of 316L RVS. Drukregelaars zijn meestal voorzien van een veiligheidsventiel dat open gaat wanneer de regelaar onder te hoge druk komt te staan.
Helium leak integrity
De helium leak integrity is een maat voor hoe goed een drukregelaar het lekken van gassen in of uit het omhulsel tegengaat. De maat wordt aangegeven in cm3/s. Er wordt helium gebruikt omdat het chemisch inert is, kleine moleculen heeft die makkelijk door kleine lekken heen gaan en omdat de aanwezigheid ervan makkelijk te meten is.
