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EL NITRÓGENO MEJORA LA CALIDAD DE LOS DISPOSITIVOS DE CORRIENTE RESIDUAL

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GENERADOR DE NITRÓGENO DEL TIPO IMT PN 8820 PAN ECOTUBE SUMINISTRA 40 NM3 DE NITRÓGENO POR HORA A LOS SISTEMAS DE SOLDADURA

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Doepke Schaltgeräte utiliza varios procesos de soldadura y de soldeo en la producción de dispositivos de corriente residual. El nitrógeno (N2) necesario para estos procesos es producido por un generador de nitrógeno INMATEC directamente en la planta. El nitrógeno autogenerado no sólo reduce los costos, sino que también mejora la calidad de los componentes electrónicos instalados.

Los dispositivos de corriente residual se utilizan para proteger a las personas contra las descargas eléctricas y para evitar los incendios de origen eléctrico. Por ejemplo, los dispositivos de corriente residual (RCD) desconectan la fuente de alimentación inmediatamente en caso de que se produzcan corrientes residuales peligrosamente altas. Este podría ser el caso si una persona toca un dispositivo electrónico que no tiene un aislamiento adecuado. El RCD mide la corriente entrante y saliente en un circuito con este fin. El flujo de corriente se interrumpe si hay alguna diferencia. Debido al aumento de los estándares de seguridad, los RCD deben ser instalados en todos los circuitos de enchufes en los nuevos edificios. Para Doepke, fundada en 1956, la calidad de los componentes electrónicos sensibles es, por lo tanto, la máxima prioridad a la hora de producir RCDs para salvar vidas.

Onda de túnel hermético

Pequeños circuitos impresos son instalados en los RCDs que Doepke produce por ejemplo. Estos módulos planos, ya equipados con SMD (dispositivo de montaje en superficie), se conectan con componentes electrónicos cableados en la planta de la compañía en Norden. Una ola de túnel de SEHO ha estado realizando esta tarea últimamente. Los componentes THT (por ejemplo, conectores e interruptores), que se fijan en su lugar mediante un montaje con agujeros pasantes, están firmemente conectados a la placa de circuito impreso mediante una onda de soldadura líquida. El proceso tiene lugar en un túnel hermético, que se llena con una atmósfera artificial de nitrógeno para evitar que las uniones soldadas entren en contacto con el oxígeno y para prevenir la oxidación. El nuevo generador de nitrógeno Inmatec llegó a la planta al mismo tiempo que la nueva ola del túnel.

Utilizando nitrógeno, las aleaciones de estaño sin plomo con propiedades antioxidantes pueden ahora ser utilizadas como soldadura, lo que permite uniones soldadas brillantes de la misma manera que el plomo. También fue posible reducir el contenido de sólidos de los fundentes utilizados, que proporcionan una mejor humectación de las piezas a unir con la soldadura, de 3,5 por ciento a 1,2 por ciento gracias a la protección de N2. Desde entonces, las placas de circuitos impresos, que antes tenían residuos en forma de una capa pegajosa, ya no requieren una limpieza que requiere mucho tiempo después del proceso de soldadura.

En el núcleo de la DCR hay un transformador de corriente sumatorio, que consiste en al menos un conductor de fase portador de corriente y un conductor de neutro (bobinas primarias). Estos están rodeados por un núcleo toroidal. Si se produce una corriente residual y dicha corriente excede un cierto valor (corriente residual nominal), se genera un flujo magnético en el núcleo toroidal que induce una tensión en un "bobinado secundario". Esta corriente secundaria activa un bloqueo de conmutación a través de un dispositivo de disparo del imán de retención, que interrumpe el circuito. Se utilizan dos sistemas de soldadura selectiva para soldar los bobinados primarios en la planta. En estos sistemas, los bobinados están firmemente conectados a la unidad de conmutación mediante una boquilla de soldadura que descarga la soldadura. La conexión se realiza bajo un flujo constante de nitrógeno, que impide que el oxígeno entre en contacto con la unión soldada y evita la oxidación. Los sistemas EBSO, que normalmente se utilizan para el montaje THT de placas de circuitos impresos, fueron especialmente convertidos según las especificaciones de Doepke para este fin. Una decisión que ha dado sus frutos. Los circuitos primarios fueron previamente soldados a mano, uno por uno. Con el nuevo proceso y la adición de nitrógeno, ahora se evita la formación de escoria, mientras que se reduce el consumo de soldadura y flujo. El resultado es una mejor calidad de soldadura y una reducción drástica de los trabajos de repaso y reparación.

La soldadura láser es otro campo de aplicación del nitrógeno. Los imanes se combinan para formar sistemas de imanes en una moderna máquina de soldadura láser Trumpf. Estos se utilizan en el dispositivo de disparo del imán de retención y, por consiguiente, en una posición altamente crítica para la seguridad del DCR, ya que éste controla el comportamiento de disparo del DCR. Aquí, el nitrógeno se utiliza como gas de proceso y como gas inerte. De esta manera, ayuda a producir conexiones de alta calidad y previene reacciones químicas no deseadas con el oxígeno, como la corrosión y las quemaduras.

El nitrógeno es producido por un generador de nitrógeno de tipo IMT PN 8820 PAN EcoTube, que está alojado en un contenedor justo al lado del piso de la fábrica. Este generador suministra 40 Nm3 de nitrógeno por hora a los sistemas de soldadura, que funcionan en dos turnos. El generador de nitrógeno está equipado con tecnología de adsorción por oscilación de presión (PSA), en la que el aire comprimido estéril fluye a través de varios tubos llenos de un tamiz molecular de carbono. Junto con la novedosa tecnología de válvulas de bloqueo, permiten generar más nitrógeno con menos aire comprimido. De esta manera se puede ahorrar hasta un 45 por ciento del aire comprimido y los costos de energía asociados. Las moléculas de oxígeno y dióxido de carbono del aire ambiente quedan atrapadas en el tamiz, mientras que las moléculas de nitrógeno libre fluyen hacia el depósito de producto. El nitrógeno seco con una pureza del 99,995 por ciento se presiona en la red de nitrógeno donde puede ser utilizado en varias aplicaciones.

"Con más de 330 empleados, producimos soluciones innovadoras para permitir el uso seguro de la electricidad. Para que esto sea posible, los procesos de producción deben ser optimizados para que nuestros productos sean siempre de la más alta calidad. El nitrógeno juega un papel importante en muchos de nuestros procesos de producción. La solución de Inmatec para la generación de nitrógeno in situ es extremadamente fiable y satisface exactamente nuestras necesidades. Los costos también fueron un factor importante en nuestra selección. El precio del nitrógeno autogenerado, incluyendo el aire comprimido necesario, está muy por debajo del coste de un tanque o un paquete de botellas para nuestras necesidades de consumo. La inversión se amortiza en un par de años. Tampoco tenemos que preocuparnos por el consumo o los plazos de entrega de los cilindros", dice Udo Ahrends, director de la planta de Doepke Schaltgeräte en Norden

Datos sobre el nitrógeno

El nitrógeno no es reactivo, incoloro ni tóxico y se utiliza como gas inerte en varios procesos. No es absolutamente esencial utilizar gas inerte para procesos de soldadura sin plomo. Sin embargo, su uso ofrece algunas ventajas. La razón: Las soldaduras sin plomo tienen una temperatura de procesamiento más alta que las que contienen plomo, lo que conduce a niveles de oxidación significativamente más altos. Una atmósfera de gas inerte de nitrógeno (N2) reduce la oxidación y mejora la calidad de la soldadura.

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