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.