เตาหลอมแบบโบกี้เป็นระบบความร้อนขนาดใหญ่ การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ แต่สามารถจัดการได้ การสำรวจความสม่ำเสมอของอุณหภูมิ (TUS) คือการทดสอบที่พิสูจน์ว่าการจัดการนั้นได้ผล
MONTE INTELLIGENCE ดำเนินการทดสอบ TUS เป็นส่วนหนึ่งของการทดสอบการใช้งานเตาหลอม และแนะนำให้ทำการทดสอบซ้ำเป็นระยะตลอดอายุการใช้งานของเตาหลอม บทความนี้อธิบายข้อกำหนด TUS ภายใต้มาตรฐาน AMS 2750F ซึ่งเป็นมาตรฐานที่อ้างอิงกันอย่างแพร่หลายที่สุดสำหรับอุปกรณ์แปรรูปความร้อนในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ ยานยนต์ และการอบชุบความร้อนทั่วไป
มาตรฐาน AMS 2750F จำแนกเตาอบตามค่าความคลาดเคลื่อนของความสม่ำเสมอของอุณหภูมิ คลาส 1 ต้องการความสม่ำเสมอ ±3°C ซึ่งเป็นค่าความคลาดเคลื่อนที่เข้มงวดที่สุด ใช้สำหรับชิ้นส่วนสำคัญของอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ เช่น จานกังหันและชิ้นส่วนขึ้นรูปโครงสร้าง คลาส 2 ต้องการ ±6°C ซึ่งเป็นมาตรฐานสำหรับการอบชุบความร้อนส่วนใหญ่ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ คลาส 3 ต้องการ ±8°C คลาส 4 ต้องการ ±10°C คลาส 5 ต้องการ ±14°C และคลาส 6 ต้องการ ±28°C ซึ่งเป็นค่าความคลาดเคลื่อนที่หลวมที่สุด ใช้สำหรับการคลายความเครียดและงานที่ไม่สำคัญ
สำหรับเตาหลอมแบบมีล้อเลื่อน การบรรลุระดับอุณหภูมิ Class 2 (±6°C) เป็นเป้าหมายที่ท้าทายแต่สามารถทำได้ ส่วนระดับอุณหภูมิ Class 1 (±3°C) นั้นยากมากสำหรับเตาหลอมประเภทนี้ เนื่องจากขนาดทางกายภาพที่เกี่ยวข้อง — ห้องเตาหลอมยาว 10 เมตร มีความแตกต่างของอุณหภูมิโดยธรรมชาติจากตำแหน่งของหัวเผา รูปแบบการไหลของก๊าซไอเสีย และการสูญเสียความร้อนจากประตู โดยทั่วไปแล้ว การรักษาระดับอุณหภูมิ Class 1 บนเตาหลอมแบบมีล้อเลื่อนนั้น จำเป็นต้องใช้ตัวทำความร้อนไฟฟ้าที่มีการควบคุมโซนอย่างละเอียดมากกว่าการใช้หัวเผาแก๊ส
ขั้นตอน TUS ภายใต้มาตรฐาน AMS 2750F กำหนดให้ติดตั้งเทอร์โมคัปเปิลหลายตัวทั่วบริเวณทำงานของเตาเผา บริเวณทำงานคือปริมาตรที่ต้องวางชิ้นงานเพื่อให้ได้รับการบำบัดด้วยความร้อนตามที่กำหนด โดยไม่รวมบริเวณใกล้ผนัง ประตู และผนังด้านหลัง ซึ่งอุณหภูมิอาจไม่สม่ำเสมอ สำหรับเตาเผาแบบมีแท่นวางชิ้นงาน บริเวณทำงานโดยทั่วไปจะกำหนดเป็นปริมาตรที่อยู่ห่างจากผนัง เพดาน และประตูอย่างน้อย 300 มม. และห่างจากพื้นผิวเตาเผาอย่างน้อย 150 มม.
จำนวนเทอร์โมคัปเปิล TUS ที่ต้องการนั้นขึ้นอยู่กับปริมาตรของพื้นที่ใช้งาน สำหรับปริมาตรไม่เกิน 0.085 ลูกบาศก์เมตร (3 ลูกบาศก์ฟุต) จะต้องใช้เทอร์โมคัปเปิล 9 ตัว โดยวางไว้ที่มุมแต่ละมุมของตารางสี่เหลี่ยมผืนผ้า และอีกหนึ่งตัวตรงกลาง สำหรับปริมาตรระหว่าง 0.085 ถึง 6.4 ลูกบาศก์เมตร จำนวนจะเพิ่มขึ้นเป็นตาราง 4x4x4 หรือ 15-40 เทอร์โมคัปเปิล ขึ้นอยู่กับอัตราส่วนด้าน สำหรับเตาหลอมแบบโบกี้ขนาดใหญ่ที่มีพื้นที่ใช้งาน 30-50 ลูกบาศก์เมตร มาตรฐานกำหนดให้ใช้ตารางที่มีเทอร์โมคัปเปิลเพียงพอ โดยที่จุดวัดที่อยู่ติดกันสองจุดจะต้องมีระยะห่างไม่เกิน 0.6 เมตร
ชุดเทอร์โมคัปเปิลถูกติดตั้งบนโครงทดสอบ ซึ่งเป็นโครงสร้างน้ำหนักเบา โดยทั่วไปทำจากท่อสแตนเลส โครงทดสอบนี้จะวางตำแหน่งเทอร์โมคัปเปิลในตำแหน่งที่กำหนดโดยไม่ส่งผลกระทบต่อการไหลของอากาศหรือการถ่ายเทความร้อนในเตาหลอมอย่างมีนัยสำคัญ จากนั้นจึงวางโครงทดสอบลงบนรถเข็น และเคลื่อนรถเข็นเข้าไปในเตาหลอมเพื่อทำการสำรวจ
การสำรวจจะดำเนินการที่อุณหภูมิการทำงานต่ำสุดและสูงสุดของเตาเผา และโดยทั่วไปแล้วจะดำเนินการที่อุณหภูมิระดับกลางอย่างน้อยหนึ่งอุณหภูมิด้วย สำหรับเตาเผาที่มีพิกัดอุณหภูมิ 500-1100°C การสำรวจจะดำเนินการที่ 500°C, 800°C และ 1100°C ซึ่งเป็นการสำรวจครบสามรอบ ในแต่ละอุณหภูมิ เมื่อเตาเผามีเสถียรภาพแล้ว (เทอร์โมคัปเปิลที่ใช้ในการสำรวจทั้งหมดอยู่ในช่วง ±3°C จากค่าที่ตั้งไว้เป็นเวลา 30 นาที) จะมีการเก็บข้อมูลเป็นเวลาอย่างน้อย 30 นาที
เกณฑ์การยอมรับคือ เทอร์โมคัปเปิลที่ใช้ในการสำรวจทั้งหมดต้องคงค่าความคลาดเคลื่อนตามที่กำหนดไว้ตลอดระยะเวลาการเก็บข้อมูล หากเทอร์โมคัปเปิลใดมีค่าเบี่ยงเบนออกนอกช่วงความคลาดเคลื่อน การสำรวจจะล้มเหลวที่อุณหภูมินั้น การสำรวจที่ล้มเหลวจำเป็นต้องปรับการควบคุมเตาเผา — โดยทั่วไปคือค่าชดเชยอุณหภูมิโซนในตัวควบคุม — และทำการทดสอบซ้ำ
การปรับค่าชดเชยอุณหภูมิโซนเป็นเครื่องมือหลักในการปรับปรุงความสม่ำเสมอ หากการตรวจสอบด้วยเครื่อง TUS แสดงให้เห็นว่าด้านหน้าของเตา (ใกล้ประตู) มีอุณหภูมิต่ำกว่าจุดที่ตั้งไว้ 8°C ในขณะที่ด้านหลังมีอุณหภูมิเท่ากับจุดที่ตั้งไว้ สามารถตั้งโปรแกรมตัวควบคุมโซนด้านหน้าโดยเพิ่มค่าชดเชยเป็น +8°C ได้ หลังจากปรับแล้ว ให้ทำการตรวจสอบด้วยเครื่อง TUS อีกครั้งเพื่อตรวจสอบการปรับปรุง เตาส่วนใหญ่สามารถบรรลุความสม่ำเสมอระดับ Class 2 ได้ด้วยการปรับค่าชดเชยโซนอย่างเหมาะสม แม้ว่าการตรวจสอบเบื้องต้นจะแสดงค่า ±10°C หรือแย่กว่านั้นก็ตาม
ช่วงเวลาการสำรวจขึ้นอยู่กับประเภทของเตาหลอมและความสำคัญของงาน สำหรับเตาหลอมประเภทที่ 2 ที่ใช้ในการผลิตชิ้นส่วนอากาศยาน ต้องทำการสำรวจ TUS ซ้ำทุก 6 เดือนตามมาตรฐาน AMS 2750F สำหรับเตาหลอมประเภทที่ 4 ที่ใช้ในกระบวนการอบชุบความร้อนเชิงพาณิชย์ โดยทั่วไปจะทำการสำรวจปีละครั้ง การดัดแปลงเตาหลอมครั้งใหญ่ใดๆ เช่น การเปลี่ยนหัวเผา การอัพเกรดระบบควบคุม การซ่อมแซมวัสดุทนไฟ จะทำให้ต้องทำการสำรวจเพื่อรับรองคุณสมบัติใหม่
ความสัมพันธ์ระหว่าง TUS และ SAT (System Accuracy Test) มักถูกเข้าใจผิด TUS วัดการกระจายอุณหภูมิทั่วทั้งบริเวณทำงาน ส่วน SAT วัดความแม่นยำของเทอร์โมคัปเปิลควบคุมและบันทึกค่าของเตาเผาเทียบกับจุดอ้างอิงที่สอบเทียบแล้ว การทดสอบทั้งสองอย่างจำเป็นสำหรับการปฏิบัติตามมาตรฐาน AMS 2750 แต่มีวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกัน เตาเผาอาจผ่าน SAT (เทอร์โมคัปเปิลควบคุมอ่านค่าได้อย่างแม่นยำ) แต่ไม่ผ่าน TUS (บางส่วนของบริเวณทำงานร้อนเกินไปหรือเย็นเกินไปเมื่อเทียบกับจุดควบคุม)
เอกสารประกอบเป็นสิ่งที่ต้องส่งมอบจากการตรวจสอบด้วย TUS (Testing Usual Testing) รายงานการสำรวจต้องประกอบด้วย รหัสเตาเผา วันที่ทำการทดสอบ อุณหภูมิที่ทำการทดสอบ แผนภาพแสดงตำแหน่งของเทอร์โมคัปเปิล ข้อมูลอุณหภูมิดิบจากเทอร์โมคัปเปิลทั้งหมดตลอดระยะเวลาการเก็บข้อมูล ค่าความสม่ำเสมอของอุณหภูมิที่คำนวณได้ และผลการตรวจสอบว่าผ่านหรือไม่ผ่าน รายงานนี้จะกลายเป็นส่วนหนึ่งของบันทึกคุณภาพของเตาเผาและจะถูกตรวจสอบระหว่างการตรวจสอบโดยลูกค้าและการรับรองมาตรฐาน NADCAP
MONTE INTELLIGENCE รวมการตรวจสอบอุณหภูมิเบื้องต้น (TUS) ไว้ในขั้นตอนการทดสอบระบบเตาหลอม และสามารถให้บริการตรวจสอบซ้ำเป็นระยะได้ นอกจากนี้ เรายังจัดหาอุปกรณ์ติดตั้งเทอร์โมคัปเปิล ระบบเก็บข้อมูล และซอฟต์แวร์รายงานผลอีกด้วย
หากต้องการบริการ TUS หรือการสนับสนุนการทดสอบระบบเตาหลอม โปรดติดต่อ helenxu@cnlymonte.com
