Cémentation basse pression : optimisation des paramètres de fonctionnement par la modélisation de la pyrolyse de l’acétylène
Le traitement de cémentation basse pression (LPC) des pièces métalliques est utilisé pour augmenter la dureté de la surface des pièces métalliques par le biais d’une substance carbonée, par exemple l’acétylène (C2H2). La plupart des atomes d’hydrogène (ions) se recombinent pour former des molécules de H2, mais certains d’entre eux restent liés au carbone, ce qui conduit à différents types d’hydrocarbures, comme les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) ; substances cancérigènes. Une étude basée sur la modélisation cinétique de la décomposition du C2H2 dans l’atmosphère d’un réacteur a été menée. Pour cette modélisation, trois mécanismes complets sont considérés pour comprendre la formation des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) et de la suie pendant le traitement thermique. Les résultats sont délivrés dans cet article.
Figure 1 : Fraction molaire des EPA-HAP en fonction de la température, 45 mbar, 100 s.
Figure 2 : Fraction molaire du Benzo[a]pyrene (BAPYR) et coronène en fonction de la température, 0,02 atm (19,6 mbar), 20 s.
Tableau 1 : Modèles décrivant pyrolyse du C2H2.
Figure 3 : Points critiques pour trois temps de séjour : 10 s, 20 s et 40 s.
Figure 4 : Taux de conversion critique du C2H2.
Figure 5 : Fraction volumique de H2, fraction massique de formation de suie et taux de conversion de C2H2 en function du temps, 1120 K, 20 mbar. Modèle de Saggese [4].
Figure 6 : Fractions volumiques de H2 dans des conditions critiques (temps de séjour 10 s) et pour une fraction massique de suie de 10 %.
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