Name: measurement of outgassing rates of steels
Uploaded: 2016-12-13T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 32 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Measurement of Outgassing Rates of Steels at JoVE.com

This work was supported jointly by the Converging Research Center Program through the Ministry of Science, ICT and Future Planning, Korea (NRF-2014M3C1A8048817) and R&amp;D Convergence Program of NST (National Research Council of Science and Technology) of Republic of Korea (CAP-14-3-KRISS).

זהירות: אנא בצע את כל נהלי הבטיחות המתאימים, תוך רכבת לתאי הציוד מדגם. יש להצטייד בציוד מגן אישי (משקפי מגן, כפפות, נעלי בטיחות, וכו &#39;). ייצור 1. בתא ואקום לדוגמא <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תכנון ייצור של ואקום החדר <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להכין ולהגיש ציורי עיצוב ספק מסחרי או חנות מכונת in-house לייצור ואקום החדר המדגם. דוגמה מייצגת של עיצוב ציור עבור בתא ואקום מפלדת S20C מוצג באיור 1. התא נועד בניסוי הזה הוא מאוד בסיסי מועסק בדרך כלל על ידי חברות ואקום. הערה: צריך היצרן ידע בסיסי של מערכות UHV. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בדוק בכל הממדים כדי להבטיח עמידת הציור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר בעיצוב (עיבוד) ואקום החדר, לכסות את מסגרת CF סוף עם פלסטיק כדי למנוע דהקוסם במהלך ההובלה. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ניקוי הערה: בצע סביבה מקומית, בריאות, ותקנות בטיחות במהלך ניקוי כימי. ללבוש ציוד מגן אישי. להתמודד עם החלקים באמצעות כפפות ויניל. אל תיגע בחלקים בידיים חשופות. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נקה את חלקי הפלדה בעקבות הליך ניקוי UHV עבור פלדות. הליך ניקוי טיפוסי מתואר להלן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Degrease החלקים באמצעות חומר ממיס, כגון אצטון, בטמפרטורת החדר למשך 5 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נקה את החלקים באמבטיה קולית במשך 20 דקות באמצעות שואב BN (pH 13). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יש לשטוף את החלקים במים ברז למשך 10 דקות, ואחריו שטיפה יסודית עם מים ללא יונים במשך 20 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשטוף ביסודיות עם אלכוהול מכה יבש באמצעות גז חנקן יבש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עוטף את החלקים נקי, נייר נטול סיבים ולאפשר את חלקי אוויר יבש ליום אחד. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הַלחָמָה הערה: אל תיגע בחלקים בידיים חשופות. האנחנוlder צריך להיות מאומן בריתוך UHV. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניח את החלקים על ספסל ריתוך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Preassemble החלקים וליישר את החלקים על פי ציור עיצוב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזרה-טיהור עם גז ארגון (5 L / min) כדי למנוע קורוזיה במהלך הריתוך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Tack לרתך את מסגרת הסוף באמצעות גז אינרטי טונגסטן (TIG) הטכניקה לרתך (קצב זרימת ארגון: 8-9 ליטר / דקה). 15 </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לרתך את מסגרת הסוף לחלוטין בטכניקת TIG ו לנענע מפנה. להקים את האזור-החום השפיע להתקרר לטמפרטורת החדר. עצור את זרימת גז ארגון. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מבחן דליפה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חותם קצה אחד של החדר עם מקורבות ריקות CF. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את הקצה השני גלאי דליפת הליום (HLD). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> משאבה במורד בתא ואקום מדגם באמצעות HLD. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את התפר מרותך-חום בתוך שקית ויניל ולמלא את השקית עם גז הליום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> למדוד כל שינוי ברמת הליום. ודא כי החדר הוא הוכחה דליפה. שו שיעור דליפת הליוםld להיות &lt;1 × 10 - 11 Pa מ 3 שניות - 1 (1 × 10 - 10 mbar L שניות - 1). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם אין דליפה הוא ציין, לפרוק את החדר. אחרת, שירתכו ואקום החדר לאחר אוורור (חזור על שלבים 1.3.3 דרך 1.4.5). </li></ol></li></ol> ייצור 2. של התנור <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להכין ולהגיש את ציורי עיצוב על ספק או חנות מכונת in-house לייצור בתנור. עיין בתמונה שמוצגת באיור 2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להשיג את החלקים וציוד הנדרשים מתוארים בקרת טמפרטורה של רשימה של חומרים / ציוד ספציפי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את קו הקירור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לספק קירור מים ילר. הפעל את ילר ולבדוק אם יש דליפות מים. עצור את המצנן. </li></ol> 3. הגדרת ניסוי עבור מדידות RoR <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אסוף את חומרת ציוד / ואקום נדרשת המפורטיםברשימת חומרים / ציוד ספציפי. התקנת הבדיקה כוללת בעיקר של SRG, מנתח גז שיורים (RGA), משאבת turbomolecular (TMP) מצוידת משאבת roughing (RP), שסתום זווית כל מתכת (AV Ch), טי (CF35), ו כמפחית (CF35 כדי CF63). פריטים נוספים עשויים לכלול גלאי הליום דליפת מד UHV, כמופיע ברשימת חומרים / ציוד ספציפי. באב Ch צריך מקורבות rotatable בצד המושב (איטום) לרמה מעל SRG. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אסוף ברגים (M6 ו M8), אטמים נחושת (CF35 ו CF63), וברגים / אגוזים (M6 ו M8) הנדרש באסיפה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש מטר ברמה תעשייתית להרכיב את SRG. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להתמודד עם החלקים באמצעות כפפות ויניל. אל תגעו בשטח כי הוא חשוף לשאוב בידיים חשופות. נעל נעלי בטיחות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אסיפה של המנגנון הניסיוני <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הרכב את ברצף ואקום רכיבים באמצעות אטמים נחושים מצד המשאבה לצד המדגם, כפי שמוצג <stרונג&gt; איור 3. העבר תמיד את הצד שסתום המושב מול תא המדגם. הדק את כל המפרקים מקורבי פן אל פנים עם אטם נחושת (CF35) באמצעות מפתח ברגים (M6), למעט המפרק בין התא המדגם ואת שסתום בידוד תא (AV Ch). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התאם את הרכבת SRG מקורב ובית הנבחרים מדגמים כך שציר הסיבוב של ראש SRG הוא אנכי באמצעות המד; בתוך ± 2 ° (מקסימום) (איור 4). הדק המפרק המקורב בין התא המדגם ואת AV Ch, פנים אל פנים, תוך שמירה על הרמה של מקורבות SRG. עיינו במדריך למשתמש SRG לקבלת הוראות מפורטות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את RP ואת HLD עם בידוד שסתומים (AV Ro, AV HLD) כדי מקורב מהדק (KF) בנמל סוף הפליטה של TMP. זהירות: ודא כי אין זעזוע מכאני אל מכלול SRG המקורב או הרוטור. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מבחן דליפה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את HLD ולחכות עד שהגלאימוּכָן. פתח את HLD AV ולסגור את AV Ro. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> משאבה במורד ההתקנה באמצעות HLD. עיין במדריך למשתמש HLD עבור הליך ההפעלה הנכון. חכה ~ 30 דקות לשאוב את גז הליום השיורי החל מיום ההתקנה. ודא שמפלס הליום הוא בתוך מגבלת מינימום לגילוי של HLD. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תרסיס גז הליום דרך חריץ מבחן דליפה על המסגרת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> למדוד כל שינוי ברמת הליום. ודא כי החדר הוא לדלוף חזק. שיעור דליפת הליום צריך להיות &lt;1 × 10 - 11 Pa מ 3 שניות - 1 (1 × 10 - 10 mbar L שניות - 1). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> במקרה של דליפה מן השולים, retorque את המסגרת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם אין דליפות נמצאות, לעצור את בדיקות דליפת פורקן במערכת הוואקום. פתח את Ro AV ולסגור את HLD AV. </li></ol></li></ol> מדידת 4. מחירי Outgassing <ol&gt; <li style=";text-align:right;direction:rtl"> משאבה למטה הליך <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> משאבה במורד מערכת ואקום כשיפעיל את TMP ואת RP בעת ובעונה אחת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בעוד תהליך השאיבה מופעל, לאסוף את הפריטים הדרושים bakeout; קלטות דוד חשמלי, בקרי דוד, מודד כף יד, רדיד אל, וחיישני טמפרטורה / כבלים. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הליך Bakeout <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את ראש SRG מהמכלול המקורב. רכיבי ואקום הגלישה (בין באסיפה המקורבת SRG ואת מקורבות המפרצון של TMP) ב מחממי להקה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בדקו וודא כי אין לקצר חשמליים בין המחממים ואת החלקים ואקום באמצעות מודד כף יד. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את המחממים לבקרי בהתאמה ועוטף את תא רדיד אל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הרם את חום התנור ל -150 מעלות צלזיוס בשיעור הרמפה של 1 ° C-2 ° C / min. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החזק את התא ב 150 מעלות צלזיוס במשך 24-48 שעות באמצעות בקר תכנית bakeout. לשמור על הטמפרטורה של RGAאלקטרוניקה תחת 50 מעלות צלזיוס באמצעות מאוורר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דגה כל אחד חוטי RGA ביורת אלקטרונים עבור 5 דקות לפחות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדוד את ספקטרום RGA בין 1 ל 50 מ &#39;/ e כדי להבטיח כי O שיא H 2 (m / e = 18) הוא פחות ממחצית של שיא H 2 (m / e = 2). אם לא, להמשיך bakeout. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אפשר למערכת להתקרר לטמפרטורת החדר בקצב הרמפה של 1 ° C-2 ° C / min. בדוק דליפות בהתייחסו ספקטרום RGA נמדד במהלך להתקרר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ניתוח גז שיורית בתא המדגם. מדוד את ספקטרום RGA. סגור את AV Ch ולמדוד את הספקטרום RGA שוב. ספקטרום RGA של החדר המדגם תואם את ההבדל בין הספקטרום רכש לפני ואחרי סגירת AV Ch. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ודא כי הסכום של כל גזי טומאה, כגון H 2 O, CO, CO 2, הוא מתחת ל -5%; אחרת, חזור על bakeout שוב. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעלת SRG הערה: לפעולה תקינה של SRG חשובה מאוד. עיינו במדריך למשתמש ההפעלה SRG לקבלת הוראות. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הרכב את ראש SRG שבמכלול המקורב SRG. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ודא כי ציר ראש SRG הוא בתוך ± 2 ° (מקסימום) (איור 4). השתמש במד רמה לעיון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את SRG ולחכות התייצבות הגרורה שיורית, אות עצמאית בלחץ של SRG, אשר בדרך כלל לוקח כמה שעות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הזן את פרמטרי קלט הנכונים, כגון גז (H 2), טמפרטורה (24 מעלות צלזיוס), מרווח מדידה (10 שניות). </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נוהל ליזום בקרת טמפרטורה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בעוד מחכה לאות כדי לייצב, לייצב את הטמפרטורה של המדגם. הפעילו את ילר לרוץ קירור מים דרך המערכת. הגדר את טמפרטורת הנוזל עד 15 מעלות צלזיוס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את בקר הדוד למדגם. הגדר את טמפרטורת היעד ל -24 מעלות צלזיוס. מתן for הטמפרטורה לייצב בתוך ± 0.1 ° C לאחר סגירת דלת התנור. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נוהל רכישת אות SRG <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ודא כי וריאציה של ערך קיזוז האות בתוך ± 1 × 10 - 9 אבא / sec; אחרת, לפרק את SRG מהמערכת ולשנות את הרוטור או הרכבה מקורבת, ולאחר מכן חזור על 3.5-4.4. (אם זה לא אפשרי, לרכוש את השיפוע של הקיזוז עבור 8-24 שעות. זה יהיה ונוכה מנתוני שיעור outgassing הנמדדים.) </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בדוק את רמת האות הניתנת על ידי בקר SRG; זה צריך להיות לפחות -10 dB. באופן אידיאלי, זה צריך להיות בין 0 ו -6 dB. עם זאת, ערכים של עד 12 dB כשרים. אם האות&gt; 14 dB, לעצור את פעולת SRG. לנתק את הראש לחמם את האצבעון 200 ° C. חזור על המבצע כולו החל משלב 4.5.1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בדוק את רמת הדעיכה שמספקת בקר SRG; הערך האופטימלי הוא בין -; 35 ו -60 dB, אשר בא על סיפוקו בדרך כלל במערכת באמצעות TMP ומשאבת גלילה אשר הניחה על משטח גומי. אחרת, לעצור כל הציוד פועל ולהסיר מקורות כל רטט מכני. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> רכישת נתוני RoR <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סגור בזהירות את AV כדי להפעיל את הצטברות הלחץ. היזהר שלא לחשוף את SRG לזעזוע מכני. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סגור את דלת התנור ולרכוש נתונים בלחץ עבור 8-24 שעות שימוש במחשב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Precheck הנתונים שנמדדו על מנת לוודא כי וריאציה הטמפרטורה היא בתוך ± 0.1 מעלות צלזיוס לאחר ייצוב וכי עליית הלחץ הוא ליניארי בתוך שגיאה 10%. אם יתקיימו התנאים הבאים, להפסיק את המדידה. אחרת, המשך למדוד עד לעלייה בלחץ הופכת ליניארית בתוך שגיאה 10% במשך שעה 16 לפחות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כבה את כל הציוד. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חישוב שיעור outgassing <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר את הלחץ להגדיר לאחר הטמפרטורה stabilization. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להתאים את הנתונים לעלייה בלחץ באמצעות ריבועים ליניארית לפחות ראוי ולא לחשב את השיפוע. השיפוע ד P / D t הוא שיעור נמדד של עליית לחץ אחרי השסתום נסגר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חשב את שיעור outgassing, q (שווה ערך H 2), באמצעות המשוואה q = (V / A) (ד P / D t) [Pa מ 3 שניות - 1 מ &#39;- 2], כאשר V הוא הנפח של החדר המדגם (מ 3) ו A הוא שטח הפנים הגיאומטרי של החדר (מ &#39;2). </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Mamun, M. A., Elmustafa, A. A., Stutzman, M. L., Adderley, P. A., Poelker, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+heat+treatments+and+coatings+on+the+outgassing+rate+of+stainless+steel+chambers.">Effect of heat treatments and coatings on the outgassing rate of stainless steel chambers.</a> J. Vac. Sci. Technol. A. 32 (2), 021604 (2014).</li><li>Sasaki, Y. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reducing+SS+304/316+hydrogen+outgassing+to+2x10&#8722;15+torr+l+/cm2+s.">Reducing SS 304/316 hydrogen outgassing to 2x10&#8722;15 torr l /cm2 s.</a> J. Vac. Sci. Technol. A. 25 (4), 1309-1311 (2007).</li><li>He, P., Hseuh, H. C., Mapes, M., Todd, R., Weiss, D., Wilson, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Outgassing+properties+of+the+spallation+neutron+source+ring+vacuum+chambers+coated+with+titanium+nitride.">Outgassing properties of the spallation neutron source ring vacuum chambers coated with titanium nitride.</a> J. Vac. Sci. Technol. A. 22 (3), 705-710 (2004).</li><li>Bernardini, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Air+bake-out+to+reduce+hydrogen+outgassing+from+stainless+steel.">Air bake-out to reduce hydrogen outgassing from stainless steel.</a> J. Vac. Sci. Technol. A. 16 (1), 188-193 (1998).</li><li>Park, C., Chung, S., Liu, X., Li, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reduction+in+hydrogen+outgassing+from+stainless+steels+by+a+medium-temperature+heat+treatment.">Reduction in hydrogen outgassing from stainless steels by a medium-temperature heat treatment.</a> J. Vac. Sci. Technol. A. 26 (5), 1166-1171 (2008).</li><li>Kamiya, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vacuum+chamber+made+of+soft+magnetic+material+with+high+Permeability.">Vacuum chamber made of soft magnetic material with high Permeability.</a> Vacuum. 98, 12-17 (2013).</li><li>Park, C., Ha, T., Cho, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermal+outgassing+rates+of+low-carbon+steels.">Thermal outgassing rates of low-carbon steels.</a> J. Vac. Sci. Technol. A. 34 (2), 021601 (2016).</li><li>Battes, K., Day, C., Hauer, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Outgassing+rate+measurements+of+stainless+steel+and+polymers+using+the+difference+Method.">Outgassing rate measurements of stainless steel and polymers using the difference Method.</a> J. Vac. Sci. Technol. A. 33 (2), 021603 (2015).</li><li>Jousten, K., Putzke, S., Buthig, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Partial+pressure+measurement+standard+for+characterizing+partial+pressure+analyzers+and+measuring+outgassing+rates.">Partial pressure measurement standard for characterizing partial pressure analyzers and measuring outgassing rates.</a> J. Vac. Sci. Technol. A. 33 (6), 061603 (2015).</li><li>Redhead, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recommended+practices+for+measuring+and+reporting+outgassing+data.">Recommended practices for measuring and reporting outgassing data.</a> J. Vac. Sci. Technol. A. 20 (5), 1667-1675 (2002).</li><li>Jousten, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Calibration+of+total+pressure+gauges+in+the+UHV+and+XHV+regions.">Calibration of total pressure gauges in the UHV and XHV regions.</a> J. Vac. Soc. Jpn. 37 (9), 678-685 (1994).</li><li>Nemanic, V., Setina, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Outgassing+in+thin+wall+stainless+steel+cells.">Outgassing in thin wall stainless steel cells.</a> J. Vac. Sci. Technol. A. 17 (3), 1040-1046 (1999).</li><li>Nemanic, V., Setina, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+study+of+thermal+treatment+procedures+to+reduce+hydrogen+outgassing+rate+in+thin+wall+stainless+steel+cells.">A study of thermal treatment procedures to reduce hydrogen outgassing rate in thin wall stainless steel cells.</a> Vacuum. 53, 277-280 (1999).</li><li>Berg, R. F., Fedchak, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=NIST+Calibration+Services+for+Spinning+Rotor+Gauge+Calibrations.">NIST Calibration Services for Spinning Rotor Gauge Calibrations.</a> Natl. Inst. Stand. Technol. Spec. Publ. , 250-293 (2015).</li><li>Kou, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Welding Metallurgy. , 13-16 (2003).</li><li>Fruehan, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Vacuum Degassing of Steel. , (1990).</li><li>Fedchak, J. A., Scherschligt, J., Sefa, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=How+to+Build+a+Vacuum+Spring-transport+Package+for+Spinning+Rotor+Gauges.">How to Build a Vacuum Spring-transport Package for Spinning Rotor Gauges.</a> J. Vis. Exp. (110), e53937 (2016).</li><li>Saitoh, M., Shimura, K., Iwata, T., Momose, T., Ishimaru, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+vacuum+gauges+on+outgassing+rate+measurements.">Influence of vacuum gauges on outgassing rate measurements.</a> J. Vac. Sci. Technol. A. 11 (5), 2816-2821 (1993).</li><li>Calder, R., Lewin, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reduction+of+stainless-steel+outgassing+in+ultra-high+vacuum.">Reduction of stainless-steel outgassing in ultra-high vacuum.</a> Brit. J. Appl. Phys. 18, 1459-1472 (1967).</li></ol>

The authors have no conflict of interest to declare.

שיטות רבות למדידת שיעורי outgassing דווחו בספרות. שיטות ניסיוניות כוללים את התפוקה, אפנון המוליכות, שני נתיב, RoR, ווריאציות של שיטות אלה. עם זאת, אין שיטה אחת היא אידיאלית להשגת נתוני outgassing הצורך. 10 שיטת RoR באמצעות SRG, לעומת זאת, הפך את שיטת הבחירה למדידת חומרי outgassing נמו?...

פלדות משמשות באופן שיגרתי בבנייה בגלל התכונות המכאניות הטובות שלהם. פלדות מסוימות (פלדות צבעוניות, בפרט) עדיפות חומרים עבור יישומים הכוללים ואקום. בהתאם לסוג כיתה, פלדות אלה יש שיעור outgassing נמוכה מספיק חיוני ואקום גבוה (HV, 10 - 7 &lt;p &lt;10 - 5 Pa) או ואקום ultrahigh (UHV, 10 -10 &lt;p &lt;10 - 7 Pa) מערכות . יתר על כן, מחקר מקיף נערך לקראת הפיתוח של נהלי טיפול מקדים מיוחדים מפחיתי Outgassing 1-3. מודד המקדים נועד למזער את השקעת השאיבה או לשפר את הוואקום מ HV כדי UHV או UHV כדי ואקום קיצוני-גבוה (p &lt;10 - 10 Pa). למרות שיטות מעשיות רבות הוצעו על מנת להפחית את עכברוש outgassingדואר של פלדות צבעוניות, השיטות אחרונות הם התמקדו בהפחתת הזמן והטמפרטורה נדרש לקבל שיעור outgassing נמוך. עיבוד תרמי ב 350 ° C-450 ° C ולא ואקום ירי לעבר 800 ° C-950 ° C, היא דוגמה טובה לגישה זו. 1,4,5 ועוד, בחירת החומר האידיאלי עבור יישום ספציפי ואקום הוא קריטי; למשל, בחירת חומר ferritic עם שיעור outgassing נמוך מאוד לשימוש מיגון שדה מגנטי. 6,7 במהלך חקירות כאלה, מדידה מדויקת של קצב outgassing היא תנאי הכרחי הקרנת חומרים המועמד או אימות האפקטיבית של נהלי טיפול מקדים שונים. 8,9 הטכניקות ניסיון הנפוצות ביותר בשימוש למדידת outgassing הן התפוקה ושיעור-של-לחץ שיטות עלייה. 10 לאחרונה, ניסויים שונים שנערכו למדוד את קצב outgassing המימן המבוסס על הספין בשיטת RoRמד הרוטור נינג (SRG). 1, 11-13 שיטת RoR באמצעות SRG מתאימה מאוד למדידת שיעורי outgassing מימן נמוכים מאוד, כי לעתים קרובות להגביל את הלחץ הנמוך ביותר להשגה במערכת ואקום מפלדה. הסיבה לכך היא SRG יש שאיבה זניחה או פעולת outgassing. יתר על כן, SRG יש גם דיוק מעולה ליניאריות טובות בריק גבוה מגוון ואקום אולטרה-גבוה. 14 בהתחשב בכך שפורסמה בספרות המדעית ובם ניסויי RoR מוגבלת, כדאי לתאר את הפרטים הניסיונות לפתח הבנה עמוקה יותר של השיטה. במאמר זה וידאו, אנו מתארים בפרוטרוט את תהליך הקמת הניסוי ולספק הנחיות מפורטות לביצוע מדידות outgassing בשיטת RoR. כדי להדגים את היעילות של השיטה, שיעורי outgassing של שתי פלדות נפוצות (נירוסטה 304 ו S20C פלדה הקל) נמדדו לפני ואחרי טיפול מחמם להפחית את המימן outgassinשיעור g. טרום שלאחר טיפול הערכים הושוו. תוצאות ניסוי טיפוסיות באמצעות התקנה פשוטה למדי מוצגות כדי להדגים את היעילות של שיטת אופטימיזציה עבור הערכת שיעורי סילוק גזי מימן נמוכים.

<table><tbody><tr><td>&lt;strong&gt;Sample chamber&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Stainless steel, 304</td><td>POSCO&lt;br /&gt;(www.posco.co.kr)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Mild steel, D3752</td><td>Xiangtan Iron&amp;amp;Steel co.,LTD (http://www.hnxg.com)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Mild steel, D3752</td><td>SeAh Besteel (www.seahbesteel.co.kr)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Name&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Company&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Catalog Number&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Comments&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Cleaning&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Cleaning bath</td><td>Samill IDS</td><td></td><td>Ultrasonic cleaning, heating, timer, concentration control&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Acetone</td><td>Samchun Chemical (www.samchun.com)</td><td>A1759</td><td>HPLC grade (99.7%)</td></tr><tr><td>Tekusolv</td><td>NCH Co.&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp; (www.nch.com)</td><td>0368-0058J</td><td>Solvents</td></tr><tr><td>BN cleaner</td><td>Henkel surface technologies (na.henkel-adhesives.com)</td><td>6610263775</td><td>Alkaline, pH 13</td></tr><tr><td>Ethanol</td><td>Fisher Scientific (www.fishersci.com)</td><td>A995-4</td><td>HPLC Reagent (99.9%)</td></tr><tr><td>Deionized water (Electro deionizer SYSTEM)</td><td>A.T.A&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp; (www.atagroup.co)</td><td>EDI SYSTEM</td><td></td></tr><tr><td>Liquid N&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; gas</td><td>Hanyoung (www.gasmaster.co.kr)</td><td>B/T 176 L</td><td>LN&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; dewar, purity 99.999%</td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Name&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Company&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Catalog Number&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Comments&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Welding&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tungsten Inert Gas wedling machine</td><td>Thermal Arc (www.victortechnologies.com/thermalarc)</td><td>400GTSW</td><td>Ar gas preflow and postflow 8 L/min, backflow 5 L/min</td></tr><tr><td>turning jig</td><td>Vactron&lt;br /&gt;(www.vactron.co.kr)</td><td>Made to order</td><td>Made to order</td></tr><tr><td>Ar gas</td><td>Lindekorea (www.lindekorea.com)</td><td></td><td>Purity 99.999%</td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Name&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Company&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Catalog Number&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Comments&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Leak test&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Leak detector</td><td>Adixen&lt;br /&gt;(www.adixen.fr/en/)</td><td>ASM380</td><td>Pumping Speed (air): 9.7 L/sec</td></tr><tr><td>He gas</td><td>Lindekorea (www.lindekorea.com)</td><td></td><td>Purity 99.999%</td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Name&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Company&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Catalog Number&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Comments&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Vacuum equipment&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Spinning rotor gauge&amp;nbsp;</td><td>MKS Instruments (www.mks.com)</td><td>SRG-3</td><td>Controller, head, and thimble set</td></tr><tr><td>Oscilloscope</td><td>Tektronix&lt;br /&gt;(www.tek.com)</td><td>TDS2012B</td><td></td></tr><tr><td>Residulal gas analyser</td><td>Balzers</td><td>QMA200</td><td>m/e 0-100&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>TMP (HiPace 80)</td><td>Pfeiffer Vacuum (www.pfeiffer-vacuum.com)</td><td>PMP03941</td><td>Pumping Speed (N&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;): 67 L/sec</td></tr><tr><td>Scroll pump</td><td>Anest Iwata&lt;br /&gt;(www.anest-iwata.co.jp)</td><td>ISP 90</td><td>Pumping Speed (Air): 1.8 L/sec</td></tr><tr><td>All-metall easy close angle valve (CF35)</td><td>VAT Inc.&lt;br /&gt;(www.vatvalve.com)</td><td>54032-GE02-0002</td><td>Rotatable flange</td></tr><tr><td>Angle valve (KF25)</td><td>MDC Vacuum Inc. (www.mdcvacuum.com)</td><td>KAV-100</td><td></td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Name&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Company&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Catalog Number&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Comments&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Temperature control&amp;nbsp;&lt;/strong&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Chiller</td><td>JEIO Tech&lt;br /&gt;(www.jeiotech.com)</td><td>RW-2025G</td><td></td></tr><tr><td>Cooling line</td><td>LS Metal&lt;br /&gt;(www.lsmetal.biz)</td><td>C1100</td><td>Level Wound Coil, Diameter 10 mm</td></tr><tr><td>Heater controllers</td><td>HMT</td><td>Made to order</td><td>Bakeout program controller</td></tr><tr><td>Electrical heater tapes</td><td>Brisk heat (www.briskheat.com)</td><td>BIH101080L</td><td></td></tr><tr><td>Thermocouple (K type)</td><td>miraesensor (www.miraesensor.com)</td><td>MR-2290</td><td></td></tr><tr><td>Handheld multimeter</td><td>Saehan&lt;br /&gt;(www.saehan.co.kr)</td><td>3234</td><td></td></tr><tr><td>Data recorder (Temp.)</td><td>Yokogawa (www.yokogawa.com)</td><td>GP10-1E1F-UC10</td><td></td></tr></tbody></table>

measurement of outgassing rates of steels

פלדות משמשות חומריות נפוצות בייצור של מערכות ואקום בגלל המאפיינים, הוואקום מכאני, קורוזיה הטוב שלהם. מגוון של פלדות עונים על הקריטריון של outgassing הנמוכה נדרש עבור יישומי ואקום גבוהים או ultrahigh. עם זאת, חומר מסוים יכול להציג שיעורי outgassing שונים בהתאם לתהליך הייצור שלה או את התהליכים המקדימים השונים המעורבים במהלך הייצור. לפיכך, מדידת שיעורי outgassing רצויה מאוד עבור יישום ואקום ספציפי. מסיבה זו, עליית שיעור-של-הלחץ השיטה (RoR) משמש לעתים קרובות כדי למדוד את outgassing של מימן לאחר bakeout. במאמר זה, תיאור מפורט של עיצוב וביצוע של פרוטוקול הניסוי מעורב שיטת RoR מסופק. שיטת RoR משתמשת מד הרוטור מסתובב כדי למזער שגיאות נובעות outgassing או פעולת השאיבה של מד ואקום. שיעורי outgassing של שתי פלדות רגילות (הנירוסטה מפלדת ILD) נמדדה. המדידות נעשו לפני ואחרי הטיפול המקדים חום של הפלדות. מקדים החום של פלדות בוצע על מנת להפחית את outgassing. שיעורים נמוכים מאוד של outgassing (בסדר גודל של 10 - 11 Pa מ 3 שניות - 1 מ &#39;- 2) ניתן למדוד באופן שגרתי באמצעות מדגמים קטנים יחסית.

כצפוי, גז שיורי לאחר bakeout היה בעיקר מימן. 7 העלייה בלחץ, הנמדדת על פי SRG הייתה ליניארי על פני תקופה ארוכה של זמן (איור 5). לכן, השפעת readsorption עשויה להיות זניחה ושיעור outgassing המהותי (q) עבור הפלדות נבדקו במחקר זה ניתן להעריך בשיטת RoR. 10</su...

Watch this Scientific Journal Video about Measurement of Outgassing Rates of Steels at JoVE.com

Measurement of Outgassing Rates of Steels

A protocol for the measurement of outgassing rates of hydrogen from ordinary steel vacuum chambers using the rate-of-pressure rise method is presented.

מדידת שיעורי Outgassing של פלדות

Steels are commonly used materials in the fabrication of vacuum systems because of their good mechanical, corrosion, and vacuum properties. A variety of ...

measurement-of-outgassing-rates-of-steels

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Physics

Engineering

Unit 1

Units, Dimensions, and Measurements

SCIENTISTS IN ACTION

11.5K Views.  POSTECH. A protocol for the measurement of outgassing rates of hydrogen from ordinary steel vacuum chambers using the rate-of-pressure rise method is presented.

Video: Measurement of Outgassing Rates of Steels

Measurement of Greenhouse Gas Flux from Agricultural Soils Using Static Chambers

Measurement of greenhouse gas (GHG) fluxes between the soil and the atmosphere, in both managed and unmanaged ecosystems, is critical to understanding the biogeochemical drivers of climate change and to the development and evaluation of GHG mitigation strategies based on modulation of landscape management practices. The static chamber-based method described here is based on trapping gases emitted from the soil surface within a chamber and collecting samples from the chamber headspace at regular intervals for analysis by gas chromatography. Change in gas concentration over time is used to calculate flux. This method can be utilized to measure landscape-based flux of carbon dioxide, nitrous oxide, and methane, and to estimate differences between treatments or explore system dynamics over seasons or years. Infrastructure requirements are modest, but a comprehensive experimental design is essential. This method is easily deployed in the field, conforms to established guidelines, and produces data suitable to large-scale GHG emissions studies.

This article showcases the static chamber-based method for measurement of greenhouse gas flux from soil systems. With relatively modest infrastructure investments, measurements may be obtained from multiple treatments/locations and over timeframes ranging from hours to years.

מדידה של שטף גזי חממה מקרקעות חקלאיות באמצעות לשכות סטטי

Measurement of greenhouse gas (GHG) fluxes between the soil and the atmosphere, in both managed and unmanaged ecosystems, is critical to understanding the ...

Environment

Mechanical Expansion of Steel Tubing as a Solution to Leaky Wellbores

Wellbore cement, a procedural component of wellbore completion operations, primarily provides zonal isolation and mechanical support of the metal pipe (casing), and protects metal components from corrosive fluids. These are essential for uncompromised wellbore integrity. Cements can undergo multiple forms of failure, such as debonding at the cement/rock and cement/metal interfaces, fracturing, and defects within the cement matrix. Failures and defects within the cement will ultimately lead to fluid migration, resulting in inter-zonal fluid migration and premature well abandonment. Currently, there are over 1.8 million operating wells worldwide and over one third of these wells have leak related problems defined as Sustained Casing Pressure (SCP)1. 
The focus of this research was to develop an experimental setup at bench-scale to explore the effect of mechanical manipulation of wellbore casing-cement composite samples as a potential technology for the remediation of gas leaks. 
The experimental methodology utilized in this study enabled formation of an impermeable seal at the pipe/cement interface in a simulated wellbore system. Successful nitrogen gas flow-through measurements demonstrated that an existing microannulus was sealed at laboratory experimental conditions and fluid flow prevented by mechanical manipulation of the metal/cement composite sample. Furthermore, this methodology can be applied not only for the remediation of leaky wellbores, but also in plugging and abandonment procedures as well as wellbore completions technology, and potentially preventing negative impacts of wellbores on subsurface and surface environments.

This article reports on a laboratory scale investigation of an existing field procedure and its adaptation for sealing of leaky wellbores. It consists of mechanical expansion of metal pipe, which results in an improved metal/cement bond, ultimate sealing of hydraulic pathways and prevention of gas leaks caused by the presence of a microannular channel.

הרחבה מכאנית של הפלדה Tubing כפתרון שלשיטה רותחת

Wellbore cement, a procedural component of wellbore completion operations, primarily provides zonal isolation and mechanical support of the metal pipe ...

Lab-Scale Model to Evaluate Odor and Gas Concentrations Emitted by Deep Bedded Pack Manure

A lab-scaled simulated bedded pack model was developed to study air quality and nutrient composition of deep-bedded packs used in cattle mono-slope facilities. This protocol has been used to effectively evaluate many different bedding materials, environmental variables (temperature, humidity), and potential mitigation treatments that can improve air quality in commercial deep-bedded mono-slope facilities. The model is dynamic and allows researchers to easily collect many chemical and physical measurements from the bedded pack. Weekly measurements, collected over the course of six to seven weeks, allows sufficient time to see changes in air quality measurements over time as the bedded pack matures. The data collected from the simulated bedded packs is within the range of concentrations previously measured in commercial deep-bedded mono-slope facilities. Past studies have demonstrated that 8 - 10 experimental units per treatment are sufficient to detect statistical differences among the simulated bedded packs. The bedded packs are easy to maintain, requiring less than 10 minutes of labor per bedded packs per week to add urine, feces, and bedding. Sample collection using the gas sampling system requires 20 - 30 minutes per bedded pack, depending on the measurements that are being collected. The use of lab-scaled bedded packs allows the researcher to control variables such as temperature, humidity, and bedding source that are difficult or impossible to control in a research or commercial facility. While not a perfect simulation of &#34;real-world&#34; conditions, the simulated bedded packs serve as a good model for researchers to use to examine treatment differences among bedded packs. Several lab-scale studies can be conducted to eliminate possible treatments before trying them in a research or commercial-sized facility.

A protocol has been developed to measure gases, odors, and nutrient composition in lab-scaled bedded manure packs, which can be used to study ways to improve air quality in commercial cattle facilities using deep-bedded manure packs.

המעבדה-מודל להערכת ריח וריכוזי גזים הנפלטת עמוק עם מיטות Pack זבל

A lab-scaled simulated bedded pack model was developed to study air quality and nutrient composition of deep-bedded packs used in cattle mono-slope ...

Metal Corrosion and the Efficiency of Corrosion Inhibitors in Less Conductive Media

Material corrosion can be a limiting factor for different materials in many applications. Thus, it is necessary to better understand corrosion processes, prevent them and minimize the damages associated with them. One of the most important characteristics of corrosion processes is the corrosion rate. The measurement of corrosion rates is often very difficult or even impossible especially in less conductive, non-aqueous environments such as biofuels. Here, we present five different methods for the determination of corrosion rates and the efficiency of anti-corrosion protection in biofuels: (i) a static test, (ii) a dynamic test, (iii) a static test with a reflux cooler and electrochemical measurements (iv) in a two-electrode arrangement and (v) in a three-electrode arrangement. The static test is advantageous due to its low demands on material and instrumental equipment. The dynamic test allows for the testing of corrosion rates of metallic materials at more severe conditions. The static test with a reflux cooler allows for the testing in environments with higher viscosity (e.g., engine oils) at higher temperatures in the presence of oxidation or an inert atmosphere. The electrochemical measurements provide a more comprehensive view on corrosion processes. The presented cell geometries and arrangements (the two-electrode and three-electrode systems) make it possible to perform measurements in biofuel environments without base electrolytes that could have a negative impact on the results and load them with measurement errors. The presented methods make it possible to study the corrosion aggressiveness of an environment, the corrosion resistance of metallic materials, and the efficiency of corrosion inhibitors with representative and reproducible results. The results obtained using these methods can help to understand corrosion processes in more detail to minimize the damages caused by corrosion.

The testing of processes associated with material corrosion can often be difficult especially in non-aqueous environments. Here, we present different methods for short-term and long-term testing of corrosion behavior of non-aqueous environments such as biofuels, especially those containing bioethanol.

מתכת קורוזיה ואת היעילות של מעכבי קורוזיה בתקשורת פחות מוליך

Material corrosion can be a limiting factor for different materials in many applications. Thus, it is necessary to better understand corrosion processes, ...

Design and Use of a Full Flow Sampling System (FFS) for the Quantification of Methane Emissions

The use of natural gas continues to grow with increased discovery and production of unconventional shale resources. At the same time, the natural gas industry faces continued scrutiny for methane emissions from across the supply chain, due to methane&#39;s relatively high global warming potential (25-84x that of carbon dioxide, according to the Energy Information Administration). Currently, a variety of techniques of varied uncertainties exists to measure or estimate methane emissions from components or facilities. Currently, only one commercial system is available for quantification of component level emissions and recent reports have highlighted its weaknesses.
In order to improve accuracy and increase measurement flexibility, we have designed, developed, and implemented a novel full flow sampling system (FFS) for quantification of methane emissions and greenhouse gases based on transportation emissions measurement principles. The FFS is a modular system that consists of an explosive-proof blower(s), mass airflow sensor(s) (MAF), thermocouple, sample probe, constant volume sampling pump, laser based greenhouse gas sensor, data acquisition device, and analysis software. Dependent upon the blower and hose configuration employed, the current FFS is able to achieve a flow rate ranging from 40 to 1,500 standard cubic feet per minute (SCFM). Utilization of laser-based sensors mitigates interference from higher hydrocarbons (C2+). Co-measurement of water vapor allows for humidity correction. The system is portable, with multiple configurations for a variety of applications ranging from being carried by a person to being mounted in a hand drawn cart, on-road vehicle bed, or from the bed of utility terrain vehicles (UTVs). The FFS is able to quantify methane emission rates with a relative uncertainty of &#177; 4.4%. The FFS has proven, real world operation for the quantification of methane emissions occurring in conventional and remote facilities.

Design and Use of a Full Flow Sampling System FFS for the Quantification of Methane Emissions

We have designed, developed, and implemented a novel full flow sampling system (FFS) for quantification of methane emissions and greenhouse gases from across the natural gas supply chain.

עיצוב ושימוש מערכת דגימה זרימה מלאה (FFS) עבור כימות פליטות מתאן

The use of natural gas continues to grow with increased discovery and production of unconventional shale resources. At the same time, the natural gas ...

The Evolution of Silica Nanoparticle-polyester Coatings on Surfaces Exposed to Sunlight

Corrosion of metallic surfaces is prevalent in the environment and is of great concern in many areas, including the military, transport, aviation, building and food industries, amongst others. Polyester and coatings containing both polyester and silica nanoparticles (SiO2NPs) have been widely used to protect steel substrata from corrosion. In this study, we utilized X-ray photoelectron spectroscopy, attenuated total reflection infrared micro-spectroscopy, water contact angle measurements, optical profiling and atomic force microscopy to provide an insight into how exposure to sunlight can cause changes in the micro- and nanoscale integrity of the coatings. No significant change in surface micro-topography was detected using optical profilometry, however, statistically significant nanoscale changes to the surface were detected using atomic force microscopy. Analysis of the X-ray photoelectron spectroscopy and attenuated total reflection infrared micro-spectroscopy data revealed that degradation of the ester groups had occurred through exposure to ultraviolet light to form COO&#903;, -H2C&#903;, -O&#903;, -CO&#903; radicals. During the degradation process, CO and CO2 were also produced.

Two types of surfaces, polyester-coated steel and polyester coated with a layer of silica nanoparticles, were studied. Both surfaces were exposed to sunlight, which was found to cause substantial changes in the chemistry and nanoscale topography of the surface.

האבולוציה של ציפויי-פוליאסטר Nanoparticle סיליקה על משטחים חשופים לאור השמש

Corrosion of metallic surfaces is prevalent in the environment and is of great concern in many areas, including the military, transport, aviation, ...

Determining the Chemical Composition of Corrosion Inhibitor/Metal Interfaces with XPS: Minimizing Post Immersion Oxidation

An approach for acquiring more reliable X-ray photoelectron spectroscopy data from corrosion inhibitor/metal interfaces is described. More specifically, the focus is on metallic substrates immersed in acidic solutions containing organic corrosion inhibitors, as these systems can be particularly sensitive to oxidation following removal from solution. To minimize the likelihood of such degradation, samples are removed from solution within a glove box purged with inert gas, either N2 or Ar. The glove box is directly attached to the load-lock of the ultra-high vacuum X-ray photoelectron spectroscopy instrument, avoiding any exposure to the ambient laboratory atmosphere, and thus reducing the possibility of post immersion substrate oxidation. On this basis, one can be more certain that the X-ray photoelectron spectroscopy features observed are likely to be representative of the in situ submerged scenario, e.g. the oxidation state of the metal is not modified.

A protocol to avoid the oxidation of metallic substrates during sample transfer from an inhibited acidic solution to an X-ray photoelectron spectrometer is presented.

קביעת ההרכב הכימי של ממשקי קורוזיה מונעים / מתכת עם XPS: חמצון טבילת הודעת מזעור

An approach for acquiring more reliable X-ray photoelectron spectroscopy data from corrosion inhibitor/metal interfaces is described. More specifically, ...

Chemistry

Applicability Analysis of Assessment Methods for Morphological Parameters of Corroded Steel Bars

The irregular and uneven residual sections along the length of a corroded steel bar substantially change its mechanical properties and significantly dominate the safety and performance of an existing concrete structure. As a result, it is important to measure the geometry and amount of corrosion of a steel bar in a structure properly to assess the residual bearing capacity and service life of the structure. This paper introduces and compares five different methods for measuring the geometry and amount of corrosion of a steel bar. A single 500 mm long and 14 mm diameter steel bar is the specimen that is subjected to accelerated corrosion in this protocol. Its morphology and the amount of corrosion were carefully measured before and after using mass loss measurements, a Vernier caliper, drainage measurements, 3D scanning, and X-ray micro-computed tomography (XCT). The applicability and suitability of these different methods were then evaluated. The results show that the Vernier caliper is the best choice for measuring the morphology of a non-corroded bar, while 3D scanning is the most suitable for quantifying the morphology of a corroded bar.

This paper measures the geometry and the amount of corrosion of a steel bar using different methods: mass loss, calipers, drainage measurements, 3D scanning, and X-ray micro-computed tomography (XCT).

ניתוח ישימות שיטות הערכה מורפולוגית פרמטרים של פסי פלדה מאוכלת

The irregular and uneven residual sections along the length of a corroded steel bar substantially change its mechanical properties and significantly ...

Quantitative Analysis by Thermogravimetry-Mass Spectrum Analysis for Reactions with Evolved Gases

During energy conversion, material production, and metallurgy processes, reactions often have the features of unsteadiness, multistep, and multi-intermediates. Thermogravimetry-mass spectrum (TG-MS) is seen as a powerful tool to study reaction features. However, reaction details and reaction mechanics have not been effectively obtained directly from the ion current of TG-MS. Here, we provide a method of an equivalent characteristic spectrum analysis (ECSA) for analyzing the mass spectrum and giving the mass flow rate of reaction gases as precise as possible. The ECSA can effectively separate overlapping ion peaks and then eliminate the mass discrimination and temperature-dependent effect. Two example experiments are presented: (1) the decomposition of CaCO3 with evolved gas of CO2 and the decomposition of hydromagnesite with evolved gas of CO2 and H2O, to evaluate the ECSA on single-component system measurement and (2) the thermal pyrolysis of Zhundong coal with evolved gases of inorganic gases CO, H2, and CO2, and organic gases C2H4, C2H6, C3H8, C6H14, etc., to evaluate the ECSA on multi-component system measurement. Based on the successful calibration of the characteristic spectrum and relative sensitivity of specific gas and the ECSA on mass spectrum, we demonstrate that the ECSA accurately gives the mass flow rates of each evolved gas, including organic or inorganic gases, for not only single but multi-component reactions, which cannot be implemented by the traditional measurements.

Precise determination of the evolved gases&#39; flow rate is key to study the details of reactions. We provide a novel quantitative analysis method of equivalent characteristic spectrum analysis for thermogravimetry-mass spectrum analysis by establishing the calibration system of the characteristic spectrum and relative sensitivity, for obtaining the flow rate.

ניתוח כמותי על-ידי ניתוח הספקטרום Thermogravimetry-המונית לתגובות עם גזים מפותחת

During energy conversion, material production, and metallurgy processes, reactions often have the features of unsteadiness, multistep, and ...

Identification and Quantification of Decomposition Mechanisms in Lithium-Ion Batteries; Input to Heat Flow Simulation for Modeling Thermal Runaway

The risks and possible accidents related to the normal use of lithium-ion batteries remain a serious concern. In order to get a better understanding of thermal runaway (TR), the exothermic decomposition reactions in anode and cathode were studied, using a Simultaneous Thermal Analysis (STA)/Gas Chromatography-Mass Spectrometry (GC-MS)/Fourier Transform Infrared (FTIR) spectrometer system. These techniques allowed the identification of the reaction mechanisms in each electrode, owing to the analysis of evolved gaseous species, the amount of heat released and mass loss. These results provided insight into the thermal events happening within a broader temperature range than covered in previously published models. This allowed the formulation of an improved thermal model to depict TR. The heat of reaction, activation energy, and frequency factor (thermal triplets) for each major exothermic process at material level were investigated in a Lithium Nickel-Manganese-Cobalt-Oxide (NMC (111))-Graphite battery cell. The results were analyzed, and their kinetics were derived. These data can be used to successfully simulate the experimental heat flow.

This work aims at determining the reaction kinetics of Li-ion battery cathode and anode materials undergoing thermal runaway (TR). Simultaneous Thermal Analysis (STA)/Fourier Transform Infrared (FTIR) spectrometer/Gas Chromatography Mass Spectrometry (GC-MS) were used to reveal thermal events and to detect evolved gases.

זיהוי וכימות מנגנוני הפירוק בסוללות ליתיום-יון; קלט לסימולציית זרימת חום למידול בריחה תרמית

The risks and possible accidents related to the normal use of lithium-ion batteries remain a serious concern. In order to get a better understanding of ...