Плазмотрон

Плазмотрон — это техническое устройство, в котором при протекании электрического тока через разрядный промежуток возникает плазма, используемая для обработки материалов или как источник света и тепла. Технически плазмотрон является — генератором плазмы.

История создания

Впервые плазмотроны появились в середине 20-го века в связи с появлением температура устойчивых материалов и увеличением производства тугоплавких металлов.

Другой причиной появления плазмотронов явилась острая потребность в источниках тепла большой мощности. Примечательным свойством плазмотрона как инструмента современной технологии являются:

• Возможность получения сверхвысоких температур (до 150 000 °C, в среднем получают 10 000-30 000 °C), что невозможно при сжигании обычного топлива
• Компактность и высокая надежность.
• Управление уровнем мощности, легкий пуск и остановка рабочего режима плазмотрона.

Типы применяемых плазмотронов

Электродуговые:

• С прямой дугой.
• С косвенной дугой.
• С электролитическим электродом (электродами).
• С вращающейся дугой.
• С вращающимися электродами.

Высокочастотные:

• Индукционные (нагрев движущихся металлических паров).
• Электростатические.

Комбинированные: Работают при совместном действии токов высоких частот (ТВЧ) и при горении дугового разряда, в том числе с сжатием разряда магнитным полем.

• Для производства плазменной и микроплазменной сварки в настоящее время применяются следующие установки: УПС-501, УПС-804 и УПС-301 для плазменной сварки и установка А-1342 для микроплазменной сварки

Области использования плазмотронов

• сварка и резка металлов и тугоплавких материалов
• нанесение ионно-плазменных защитных покрытий на различные материалы (см. Плазменное напыление)
• нанесение керамических термобарьерных, электроизоляционных покрытий на металлы
• подогрев металла в ковшах при мартеновском производстве
• получение нанодисперсных порошков металлов и их соединений для использования их металлургической промышленности
• применяются при производстве двигателей-носителей для космических аппаратов
• безвредное термическое обезвреживание отходов с высоким индексом токсичности в том числе и органических отходов
• При синтезе химических соединений (например синтез оксидов азота и др., см. Плазмохимия)
• Накачка мощных газовых лазеров.
• Плазменная проходка крепких горных пород.
• Безмазутная растопка пылеугольных котлов электростанций.
• Использование плазменно-дуговой переплав для очистки и плавки.

Особенности применяемых материалов в конструкции

Плазменная горелка дугового плазмотрона имеет по меньшей мере один анод и один катод, к которым подключают источник высокого напряжения. Высокочастотные плазмотроны являются безэлектродными. В качестве рабочего тела используют воздух, кислород, пары воды, аргон, азот и другие газы. Для охлаждения используют каналы, омываемые обычно водой.