Пещта с подово помещение е голяма термична система. Температурните градиенти са неизбежни, но могат да бъдат управлявани. Изследването за равномерност на температурата (TUS) е тестът, който доказва, че управлението работи.
MONTE INTELLIGENCE извършва TUS тестове като част от въвеждането в експлоатация на пещта и препоръчва периодични повторни тестове през целия живот на пещта. Тази статия обяснява изискванията за TUS съгласно AMS 2750F, най-широко цитирания стандарт за оборудване за термична обработка в аерокосмическата, автомобилната и общата термична обработка.
AMS 2750F класифицира пещите по допустимо отклонение за равномерност на температурата. Клас 1 изисква равномерност от ±3°C — най-малкият допустим отклонение, използван за критични аерокосмически компоненти, като турбинни дискове и структурни изковки. Клас 2 изисква ±6°C — стандартът за повечето аерокосмически термични обработки. Клас 3 изисква ±8°C. Клас 4 изисква ±10°C. Клас 5 изисква ±14°C. Клас 6 изисква ±28°C — най-малкият допустим отклонение, използван за облекчаване на напрежението и некритични приложения.
За пещ с подвижно огнище, постигането на Клас 2 (±6°C) е трудна, но постижима цел. Клас 1 (±3°C) е изключително труден за пещ от този тип поради физическия мащаб — 10-метрова пещна камера има присъщи температурни градиенти от разположението на горелката, моделите на потока на димните газове и загубите на топлина от вратата. Клас 1 TUS на подвижно огнище обикновено изисква електрически нагревателни елементи с много фин контрол на зоната, а не газови горелки.
Процедурата TUS съгласно AMS 2750F изисква поставянето на редица термодвойки в работната зона на пещта. Работната зона е обемът, в който трябва да се постави работното натоварване, за да се получи определената термична обработка - тя изключва областите в близост до стените, вратата и задната стена, където е вероятно температурата да бъде по-неравномерна. За пещ с подово помещение работната зона обикновено се определя като обем, който е на поне 300 мм от стените, тавана и вратата и на поне 150 мм от повърхността на подовото помещение.
Броят на необходимите термодвойки TUS зависи от обема на работната зона. За обеми до 0,085 кубически метра (3 кубически фута) са необходими 9 термодвойки - по една във всеки ъгъл на правоъгълна мрежа плюс една в центъра. За обеми между 0,085 и 6,4 кубически метра броят се увеличава до мрежа 4x4x4 или 15-40 термодвойки в зависимост от съотношението на страните. За голяма пещ с подово помещение и работна зона от 30-50 кубически метра стандартът изисква мрежа с достатъчно термодвойки, така че нито две съседни точки на измерване да не са на разстояние повече от 0,6 метра една от друга.
Термодвойният масив е монтиран върху тестова рамка - лека конструкция, обикновено изработена от тръби от неръждаема стомана, която позиционира термодвойките на определените им места, без да влияе значително на въздушния поток или топлопреноса в пещта. Тестовата рамка се поставя върху вагона с талигата и вагонът се премества в пещта за изследването.
Изследването се провежда при минималната и максималната работна температура на пещта, а обикновено и при една или повече междинни температури. За пещ с номинална температура 500-1100°C, изследването ще се проведе при 500°C, 800°C и 1100°C - три пълни цикъла на изследване. При всяка температура, след като пещта се стабилизира (всички термодвойки за изследване в рамките на ±3°C от зададената точка за 30 минути), данните се събират за минимум 30 минути.
Критерият за приемане е всички термодвойки за измерване да останат в рамките на зададения диапазон на допустимо отклонение за еднородност през целия период на събиране на данни. Ако някоя термодвойка се отклони извън допустимото отклонение, измерването се счита за неуспешно при тази температура. Неуспешните измервания изискват регулиране на контролите на пещта - обикновено температурните отмествания на зоната в контролера - и повторно тестване.
Регулирането на отместването на температурата на зоната е основният инструмент за подобряване на равномерността. Ако TUS (тестът за пренастройка на температурата) покаже, че предната част на пещта (близо до вратата) работи с 8°C по-студено от зададената точка, докато задната работи на зададената точка, контролерът на предната зона може да бъде програмиран с отместване от +8°C. След регулирането, TUS се изпълнява отново, за да се потвърди подобрението. Повечето пещи могат да постигнат равномерност от клас 2 с правилна настройка на отместването на зоната, дори ако първоначалното проучване показва ±10°C или по-лошо.
Интервалът на прегледите зависи от класа на пещта и критичността на работата. За пещи от клас 2, обработващи аерокосмически компоненти, TUS трябва да се повтаря на всеки 6 месеца съгласно AMS 2750F. За пещи от клас 4, обработващи търговска термична обработка, годишният преглед е типичен. Всяка основна модификация на пещта — подмяна на горелка, надграждане на системата за управление, облицоване на огнеупорни материали — води до преглед за повторна квалификация.
Връзката между TUS и SAT (Тест за точност на системата) често се бърка. TUS измерва разпределението на температурата в работната зона. SAT измерва точността на термодвойките за управление и запис на пещта спрямо калибриран референтен тест. И двата теста са необходими за съответствие с AMS 2750, но служат за различни цели. Пещта може да премине SAT (контролната термодвойка отчита точно), но да не премине TUS (някои части от работната зона са твърде горещи или твърде студени спрямо контролната точка).
Документацията е резултатът от TUS (тест за препоръчителна употреба). Докладът от изследването трябва да включва идентификацията на пещта, датата на изпитването, температурите на изпитването, диаграма, показваща местоположението на термодвойките, суровите данни за температурата на всички термодвойки за целия период на събиране на данни, изчислената равномерност на температурата и оценка за преминаване/неминаване на теста. Този доклад става част от записа за качество на пещта и се преглежда по време на одити от клиенти и акредитация от NADCAP.
MONTE INTELLIGENCE включва първоначално TUS (тестиране на термодвойки) като част от въвеждането им в експлоатация и може да предоставя периодични услуги за повторно проучване. Ние също така доставяме хардуер за монтаж на термодвойки, системи за събиране на данни и софтуер за отчитане.
За TUS услуги или поддръжка при въвеждане в експлоатация на пещ, свържете се с helenxu@cnlymonte.com.
