Hidrinac35 / Nidro5: mezclas especiales
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Descripción
Hidrinac35 y Nidro5: mezclas especiales de hidrógeno y nitrógeno para atmósferas reductoras en tratamientos térmicos. Control preciso de decarburación y oxidación. Indispensables en metalurgia avanzada, sinterización y fabricación de componentes de precisión.
Composición y características técnicas
| Denominación | Composición H₂ | Composición N₂ | Punto de rocío | Aplicación principal |
|---|---|---|---|---|
| Hidrinac35 | 35% ±1% | 65% ±1% | <-60°C | Sinterización, tratamientos térmicos de recocido |
| Nidro5 | 5% ±0.5% | 95% ±0.5% | <-60°C | Recocido de aceros al carbono, protección leve |
Propiedades combinadas de la mezcla
| Propiedad | Valor | Efecto en el proceso |
|---|---|---|
| Densidad relativa | 0.15-0.25 (vs. aire) | Buena distribución en hornos cerrados |
| Conductividad térmica | Alta | Transferencia de calor uniforme |
| Reactividad | Reductora controlada | Elimina óxidos sin decarburar excesivamente |
| Límite inflamabilidad | 4-75% H₂ en aire | Seguro en mezcla con N₂, requiere precaución en purga |
| Viscosidad | Baja | Penetración en cargas densas |
Principios de funcionamiento: atmósfera reductora
El hidrógeno actúa como agente reductor según la reacción:
FeO + H₂ → Fe + H₂O
Esta reacción elimina óxidos de hierro presentes en la superficie de las piezas, dejando el metal limpio y brillante. Sin embargo, un exceso de hidrógeno o temperaturas muy elevadas pueden provocar:
- Decarburación superficial: Pérdida de carbono en la capa externa del acero
- Fragilización por hidrógeno: Absorción de H₂ en el metal (en aceros de alta resistencia)
El nitrógeno diluye el hidrógeno, moderando su actividad reductora y permitiendo controlar el punto de equilibrio de la reacción. La proporción óptima depende del material, temperatura y objetivo del tratamiento.
Aplicaciones específicas por mezcla
HIDRINAC35 (35% H₂ / 65% N₂)
| Proceso | Beneficio de la mezcla | Temperatura típica |
|---|---|---|
| Sinterización de polvos metálicos | Reducción de óxidos de polvo, unión sin fusión | 1.100-1.300°C |
| Recocido de aceros inoxidables | Brillo superficial, eliminación de tintes de oxidación | 1.050-1.150°C |
| Recocido de aceros eléctricos | Control de grano óptimo, pérdidas mínimas magnéticas | 800-950°C |
| Normalización de piezas forjadas | Refinamiento de grano sin decarburación | 850-950°C |
| Tratamiento de cobre y aleaciones | Protección contra oxidación, conductividad preservada | 600-900°C |
NIDRO5 (5% H₂ / 95% N₂)
| Proceso | Beneficio de la mezcla | Temperatura típica |
|---|---|---|
| Recocido de aceros al carbono | Protección contra oxidación, decarburación mínima | 650-750°C |
| Temple de piezas cementadas | Enfriamiento controlado sin oxidación | 800-880°C |
| Revenido de aceros templados | Color uniforme, propiedades mecánicas consistentes | 150-650°C |
| Envejecimiento de aleaciones de aluminio | Precipitación controlada de fases endurecedoras | 150-200°C |
| Protección durante enfriamiento | Transición segura desde atmósfera rica en H₂ | Variable |
Equipamiento y sistemas de aplicación
Suministro y distribución
- Cilindros de alta presión (200 bar) con válvulas especiales
- Rampas de 12-16 cilindros para consumo continuo
- Sistemas de mezcla en línea (generadores de atmósfera)
- Analizadores de hidrógeno residual en horno (seguridad)
- Caudalímetros de precisión para dosificación exacta
Control de calidad en proceso
- Analizadores de punto de rocío en línea
- Oxímetros de zirconia para medición de potencial de oxígeno
- Cromatógrafos de gases para verificación de composición
- Registradores de temperatura y atmósfera (trazabilidad)
Seguridad específica de mezclas H₂/N₂
- Detectores de hidrógeno en zona de hornos y almacenaje
- Sistemas de purga con nitrógeno antes de introducir mezcla
- Válvulas de corte automático por detección de fuga
- Ventilación forzada en cuartos de gases
- Señalización de atmósfera explosiva (ATEX)
Comparativa con otras atmósferas protectoras
| Atmósfera | Composición | Coste | Reducción | Decarburación | Aplicación típica |
|---|---|---|---|---|---|
| Hidrinac35 | 35% H₂/N₂ | Medio | Alta | Controlada | Sinterización, inox |
| Nidro5 | 5% H₂/N₂ | Bajo | Media | Mínima | Recocido al carbono |
| Endogás | CO/H₂/N₂ | Bajo | Media | Moderada | Cementación |
| Exogás | CO₂/CO/H₂/N₂ | Muy bajo | Baja | Significativa | Recocido general |
| Nitrógeno puro | 100% N₂ | Bajo | Nula | Nula | Protección simple |
| Hidrógeno puro | 100% H₂ | Alto | Máxima | Alta | Sinterización activa |
| Argón/H₂ | 5-25% H₂/Ar | Alto | Alta | Controlada | Soldadura TIG especial |
Servicio técnico Gases Marmoca SL
Auditoría de procesos
- Análisis de atmósferas actuales y resultados obtenidos
- Identificación de causas de decarburación no deseada
- Optimización de consumo de gas mediante balance de masas
- Propuesta de alternativas coste-efectivas
Instalaciones llave en mano
- Diseño de cuartos de gases con normativa ATEX
- Instalación de rampas, reguladores y analizadores
- Puesta en marcha y calibración de equipos
- Formación de operarios en manejo seguro
Mantenimiento y soporte
- Calibración periódica de analizadores de proceso
- Reposición de catalizadores en purificadores
- Análisis de gases residuales y emisiones
- Asesoramiento en transición a mezclas alternativas
Normativa y seguridad crítica
- EN 764: Equipos a presión – Términos y definiciones
- ATEX 2014/34/UE: Atmósferas explosivas por presencia de hidrógeno
- ISO 13577: Seguridad en hornos industriales y equipos asociados
- NFPA 55: Código de gases comprimidos (referencia internacional)
- RD 681/2003: Protección contra explosiones en trabajo
Protocolos de seguridad obligatorios:
- Purga inicial con nitrógeno puro antes de introducir mezcla H₂
- Análisis de atmósfera residual <1% H₂ antes de abrir horno
- Conexión a tierra de todas las piezas para evitar ignición por estática
- Prohibición de materiales que generen chispas en zona de gases
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