Aplikace

V průmyslu prochází mnoho materiálů a hotových výrobků jako součást jejich výrobního procesu procesem tepelného zpracování. Tento proces je zásadní pro to, aby výrobek získal potřebné fyzikální vlastnosti pro jeho zamýšlené použití a aby byl zajištěn bezpečný a spolehlivý provoz po celou dobu jeho životnosti.

Tepelné zpracování se provádí v různých formách v závislosti na materiálu, ať už se jedná o sklo, kov nebo keramiku, polymerní nebo kompozitní materiály.

Některé typické aplikace tepelného zpracování

Sklo

• Tvarování, kalení a laminování čelních skel
• Žíhání lahví a výrobků ze skla

Kov 

• Kalení a popouštění ocelových pružin / spirál
• Kalení železničních kol
• Žíhání motorů
• Pájení hliníku (CAB a vakuum)

Kompozity

• Laminování kompozitních materiálů pro automobilový nebo letecký průmysl 

Pro úspěšné tepelné zpracování je nezbytné, aby byl proces monitorován a kontrolován, aby se potvrdilo, že výrobek má správnou teplotu, změnu teploty a správnou dobu zpracování.

Teplotní profilování výrobku

• Teplota výrobku je monitorována v průběhu celého procesu. 

Průzkum rovnoměrnosti teploty

• Provoz procesu se ověřuje nezávisle na výrobku. Provozní výkon pece se testuje při nastavených teplotách oproti kritickým mezním hodnotám (CQI-9 a AMS2750).

Historicky se procesy profilovaly nebo zkoumaly metodou vlečných termočlánků. Přestože je tento postup v mnoha aplikacích možný, je obtížný, pracný a poskytuje jen omezené informace. Překonáním těchto problémů je systém PhoenixTM pro profilování teploty v průběhu procesu, který je dokonalou alternativou. Datalogger měřící informace o procesu prochází procesem chráněn před podmínkami procesu (teplo, tlak, atmosféra a kalení) tepelnou bariérou navrženou speciálně pro konkrétní aplikaci.

Pro obecné procesy tepelného zpracování nabízí společnost PhoenixTM řadu řešení tepelných bariér s různými tepelnými parametry, ale také s různými konstrukcemi, které vyhovují různým požadavkům na použití a prostorovým omezením. Tepelné bariéry jsou navrženy tak, aby udržovaly datový záznamník PTM1200 na bezpečné provozní teplotě pomocí kombinace mikroporézní izolace a technologie změny fáze chladiče. Systémy jsou doplněny softwarovými balíčky Thermal View pro úplný přehled, analýzu a vykazování profilových dat a práce s TUS. Varianty termočlánků lze vybírat z naší rozsáhlé nabídky tak, aby vyhovovaly všem aplikačním výzvám nebo požadavkům specifikace.

HTS01 Tepelné zpracování do 800 °C

Profilovací systém PhoenixTM pro všeobecné použití vyvinutý pro procesy tepelného zpracování do 800 °C je ideální pro aplikace, jako je ohýbání čelních skel, žíhání skleněných obalů, popouštění ocelových pružin, pájení hliníku atd. v ocelářském, sklářském průmyslu, zpracování hliníku a všeobecného tepelného zpracování.

HTS02 Tepelné zpracování do 1000 °C

Teploty do 1000 °C, nauhličovací atmosféry a vysoké teplotní gradienty kladou na tepelnou bariéru velmi vysoké nároky. Na základě systémů TS01 vyvinula společnost PhoenixTM řadu TS02 se speciálními materiály a komplexní konstrukcí pro minimalizaci deformací, které splňují požadavky na profilování výrobků a TUS (CQI-9 a AMS2750).

HTS03 Tepelné zpracování do 1200 °C

Procesy při teplotách nad 1000 °C, jako je vakuové nauhličování s vysokotlakým plynovým kalením, vyžadují vysoce výkonnou tepelnou bariéru. Systém musí být schopen odolat náročným tepelným cyklům a změnám tlaku, aby se vyloučilo poškození konstrukce, smrštění izolace nebo deformace kovových dílů. Tepelné bariéry PhoenixTM TS03 jsou navrženy tak, aby v těchto náročných podmínkách poskytovaly plnou ochranu data loggerům.

Na dnešním výrobním trhu se hliník stává stále častěji preferovaným materiálem, protože je lehčí, bezpečnější a trvale udržitelnější. Výrobci, kteří chtějí nahradit stávající materiály hliníkem, potřebují novou metodiku, která by prokázala, že nové tepelné zpracování hliníkových dílů a výrobků probíhá podle specifikací, efektivně a hospodárně. Společnost PhoenixTM nabízí řadu řešení pro teplotní profilování navržených speciálně pro aplikace na trhu výroby hliníku.

HTS06 Rozpouštěcí žíhání a stárnutí hliníkových slitin kalením (T6)

Po odlití se výrobky, jako jsou automobilové alu ráfky, hlavy válců, brzdové třmeny atd., zpevňují rozpouštěcím žíháním a stárnutím kalením (T6). To zahrnuje zahřátí hliníkových odlitků na stanovenou teplotu, ochlazením ve vodě s následným opětovným zahřátím. Systém PhoenixTM HTS06 byl vyvinut speciálně pro monitorování celého procesu T6.

HTS08 Pájení hliníku (CAB a vakuové)

Systém HTS08, který se používá v průmyslu pájení hliníku, kde se vyrábějí výrobky, jako jsou chladiče, kondenzátory, jádra topení, chladiče oleje atd., byl vyvinut tak, aby odolal náročným podmínkám v pecích pro pájení v řízené atmosféře (CAB), kde teploty dosahují 600 °C. Tento systém důsledně shromažďuje přesné údaje o teplotě z kritických míst v okolí výrobku.

HTS57 Homogenizace hliníkového kmene

Po odlití se hliníkové kulatiny před dodáním do společností které je dále zpracovávají homogenizují. Proces v krokových pecích je náročný nejen kvůli dlouhému trvání (až 13 hodin při 580 °C, ale i kvůli tomu, že profilovací systém se musí otáčet s kulatinou, a proto musí mít stejný tvar jako kulatina o stejném nebo menším průměru. Konstrukce rotující válcové bariéry PhoenixTM TS57 splňuje požadavky tohoto procesu.

TS27 Automatizované rotační pece s prostorovým omezením

Řada tepelných bariér HTS27 byla vyvinuta s cílem poskytnout kompaktní systém pro provoz při vysokoteplotních procesech, kde je volný prostor uvnitř pece omezen. Řešení bariéry je ideální pro moderní rotační pece T6 s robotickým sázením, kde je potřeba vsázku nakládat pomocí robota s monitorovaným výrobkem, nebo integrovat systém do zkušebního výrobku.

V ocelářském průmyslu má tepelné zpracování zásadní význam jak při primárním zpracování suroviny - bram, sochorů a ingotů, tak při sekundárním zpracování finálních ocelových výrobků (např. nauhličené díly automobilových převodovek), které se používají v mnoha různých odvětvích průmyslu.

 Ať už se jedná o tepelné zpracování primární nebo sekundární oceli, sledování a řízení teploty má zásadní význam pro kvalitu výrobku, efektivitu procesu, produktivitu a výtěžnost výrobku.

 V takovýchto aplikacích těžkého zpracování oceli není sledování teploty v průběhu procesu, jak si jistě dokážete představit, nejjednodušší, ale díky dlouholetým zkušenostem na těchto trzích, společnost PhoenixTM vyvinula řadu jedinečných inovativních technických řešení specifických pro dané aplikace. Tato řešení jsou robustní, bezpečná, spolehlivá a s jistotou je používá mnoho globálních zákazníků k pochopení, řízení, zlepšování a ověřování svých procesů tepelného zpracování oceli.

HTS07 Ohřev ocelových bram a sochorů

Systém PhoenixTM HTS07 pro profilování teploty v průběhu procesu byl navržen speciálně tak, aby umožňoval komplexní sledování celého procesu ohřevu bram a sochorů v peci. Nabízí až 20 vstupů pro termočlánky s použitím vysokoteplotního dataloggeru PhoenixTM PTM1-220-HT, který umožňuje měřit teploty na povrchu, uvnitř a ve spodní části výrobku v různých polohách po celé jeho délce.

HTS12 Uzavřené plynové nauhličování s integrovaným chlazením do oleje

Jedinečný systém HTS12 byl navržen tak, aby splňoval požadavky na kontinuální uzavřené nauhličovací pece s integrovaným chlazením do oleje. Běžně se používá pro tepelné zpracování automobilových dílů, jako jsou ozubená kola, atd. Sledování celého procesu, včetně kalení do oleje, je kriticky důležité, aby se zabránilo deformaci dílů a zajistilo se, že difúze uhlíku probíhá podle dané specifikace.

V keramickém průmyslu a cihelnách se vysokoteplotní pece používají při hromadné výrobě stavebních výrobků (cihly a keramika), sanitární keramiky (toalety a umyvadla), nádobí (talíře, hrnky, vázy atd.) a technických žáruvzdorných materiálů (katalyzátory). Procesy výpalu obvykle dosahují teploty až 1200 °C a mohou trvat až několik dní. Teplota výrobku v průběhu celého procesu je rozhodující pro kvalitu výrobku i pro efektivitu procesu obecně, neboť zahrnuje nepřetržité fáze sušení, předehřívání, vypalování a chlazení.

Teplotní profilování výrobku v průběhu procesu v keramických sušárnách a vypalovacích pecích je rozhodující pro úspěch výrobního procesu;

• aby byla zaručena konečná kvalita výrobku a minimalizována zmetkovitost, je nutno ověřit a optimalizovat vypalovací cykly pomocí přesného určení teploty výrobku v průběhu celého tepelného procesu
• monitorování výrobních teplot v reálném čase pomocí RF telemetrie, která umožňuje provádět úpravy procesu v reálném čase i v průběhu výroby
• využití reálných procesních dat k optimalizaci efektivity pece včetně rychlosti posuvu, spotřeby energie a kapacity zatížení pro maximalizaci ziskovosti linky

Systém tunelových pecí

Systém profilování v tunelové peci, PhoenixTM TS05, byl vyvinut pro keramické aplikace a je ideální pro mnoho procesů vypalování keramiky.

Systém válečkových pecí (TS27/TS07)

Vyvinutý pro keramické aplikace, které sledují tepelný profil výrobku při jeho vypalování ve válečkové peci. Pracuje bez vlečných termočlánků a přes keramické válečky prochází pecí s výrobkem a nepřetržitě sleduje a ukládá teploty hmoty tělesa a prostředí.

Společnost PhoenixTM nabízí ucelenou řadu průchozích systémů navržených pro různé aplikace a požadavky zákazníků v oblasti nátěrových hmot a práškových laků.

 Aby bylo možno potvrdit, že lakovaný výrobek splňuje specifikaci dodavatele laku pro vytvrzování (čas @ teplota), je nutno znát skutečnou teplotu výrobku v průběhu celého procesu vytvrzování. Teplotní čidla umístěná podél pece poskytují pouze okamžitou informaci o tom, jaká je teplota pecního prostředí v daném místě pece. Infračervené pyrometry mohou měřit povrchovou teplotu, ale vyžadují přímou viditelnost, takže oblasti výrobku, které lze měřit, jsou tímto omezeny. Pokud jde o výrobek, ten může být podobně jako karoserie automobilu tvořen mnoha různými materiály s různou tepelnou vodivostí (ocel, hliník, kompozity) a částmi s velmi rozdílnou tloušťkou a tepelnou hmotností.

Aby bylo možné plně pochopit proces vytvrzování celého výrobku, může být nutné měřit teplotu výrobku v mnoha jedinečných místech. V případě jednodušších nebo různých výrobků může být umístění výrobku v peci rozhodující, což vyžaduje měření více výrobků v různých polohách (horní, střední a dolní závěsný stojan), aby se zvýraznily možné odchylky teploty v peci.

Classic Finishing System - Prémiová barva a práškové lakování

Průběžné monitorování prémiových lakovacích operací, jako jsou operace lakování karoserií automobilů OEM.

Skutečně bezpečný dokončovací systém - Lakování a práškové lakování

Průběžné monitorování prémiových lakovacích operací, kde jsou lakovací operace a operace v peci klasifikovány jako zóny s nebezpečím výbuchu. Zařízení má certifikát ATEX (EU) nebo cMETus (Kanada a USA).

Kompaktní systém - práškové lakování

Pracovní systém pro monitorování průchodu procesem používaný pro běžné aplikace laků a práškových nátěrových hmot pro lakovny OEM, lakovny na zakázku a provozy dodavatelů nátěrových hmot.

Systém povrchové úpravy PTFE - vysokoteplotní vytvrzování laků

Průběžné monitorování operací vytvrzování laků při vysokých teplotách, jako je PTFE, kde teploty vytvrzování přesahují 300 °C.

V potravinářském průmyslu je bezpečnost potravin na prvním místě. Výrobci musí dodržovat přísné požadavky na zpracování a hlášení definované protokolem HACCP (Hazard Analysis Critical Control Point / Analýza rizik kritických kontrolních bodů).

U zpracování vařením/chlazením v rámci HACCP je klíčovým požadavkem (CCP - Critical Control Point / Kritický kontrolní bod) prokázání, že potravinářský výrobek bezpečně dosáhl teploty v jádře nebo nezbytné doby při teplotě potřebné ke zničení jakýchkoli patogenů, které by mohly být pro spotřebitele rizikem otravy potravinami.

V rámci tohoto požadavku je třeba pravidelně ověřovat všechny procesy (pece a sortimenty výrobků), aby se prokázalo, že program vaření a zařízení dosahují požadovaných limitů CCP.

Systém PhoenixTM pro profilování teploty potravin v průběhu procesu byl navržen speciálně pro validaci vaření v rámci HACCP. Desetikanálový data logger je ideální pro provádění průzkumu rovnoměrného rozložení teplot v troubě/peci  (TUS), který mapuje varnu a identifikuje chladná místa v troubě. Stejný systém je také schopen poskytovat komplexní zprávy o validaci HACCP, které ukazují, že v konkrétním procesu za výrobních podmínek výrobek dosáhl minimálního vaření pro zajištění bezpečnosti potravin.

Kombinací data loggeru s různými konstrukcemi tepelných bariér a typy termočlánků lze systém přizpůsobit mnoha různým typům výrobků (od kuřecích nugetek po velké šunky) a technologiím vaření, jak je uvedeno níže.

Bezpečnost potravin je hnacím motorem HACCP a monitorování teploty, ale pravidelné používání systému PhoenixTM Food monitoring poskytuje mnohem více, co pomáhá k úspěšné ziskové výrobě potravin.

Typické procesy vaření potravin sledované systémem PhoenixTM Food Systém

• pece pro dávkové a kontinuální pečení - chleba, koláče, dorty, pizza, cukrovinky atd.
• Dávkové statické a rotační pece (dušení/pečení) - drůbež, maso, zelenina atd.
• Průběžné lineární nebo spirálové sporáky a chladicí / mrazicí zařízení - drůbež, maso, ryby atd.
• Průběžné fritézy - výrobky z chleba, klobásy, vejce atd.

Výhody sledování teploty při vaření potravin v průběhu procesu

• Rychlá a efektivní validace HACCP programů vaření (nové výrobky a roční certifikace)
• Optimalizace procesů pro zlepšení průchodnosti a snížení spotřeby energie
• Optimalizace procesu za účelem maximalizace výtěžnosti (eliminace plýtvání při vaření) a zlepšení kvality výrobku (barva, textura, vzhled)
• Rychlé vyhledávání chyb k identifikaci příčin problémů v procesu, jako jsou neúspěšné manuální kontroly teploty výrobků

Potravinový systém PhoenixTM

Datalogger Food NT, navržený speciálně pro potravinářský průmysl, je nabízen s termočlánky typu K nebo T, které poskytují přesné měření v rozsahu 6-20 kanálů. Datalogger lze nabídnout s různými tepelnými bariérami navrženými tak, aby odpovídaly jedinečným výzvám různých potravinářských aplikací a chránily datalogger před teplem, párou, vlhkostí a dokonce i olejem. Lze nabídnout různé velikosti bariér, které vyhovují specifickým tepelným požadavkům v procesech zpracování potravin.

Tepelné bariéry – jednotlivé řady

 TS14

Typické použití: Zpracování potravin (vaření, chlazení, smažení)

-40 °C až 250 °C

TS24

Typické použití: Zpracování potravin (vaření, chlazení)

-40 °C až 250 °C

TS44

Typické použití: Zpracování potravin (dlouhodobé chlazení při nízkých teplotách)

-40 °C až 250 °C

Termočlánky

Důležitou součástí tohoto systému jsou potravinářské termočlánky (typ K nebo T). Termočlánky s jehlovým hrotem z nerezové oceli odpovídají specifikacím ANSI MC96.1 (zvláštní limity) typu K nebo IEC60584.2 třídy 1 typu T a jsou navrženy tak, aby poskytovaly přesné a citlivé měření teploty jádra výrobku. Provozní teplota termočlánku je až 265 °C a mají volitelný zajišťovací límec, který pomáhá udržet polohu termočlánku ve výrobku během procesu. Termočlánky lze nabízet s různými rozměry jehel a také v různých délkách kabelů.

 Varianty jehlových termočlánků typu K mohou být nabízeny s certifikátem o kalibraci termočlánku.

Zásobník na potraviny

Pro usnadnění nastavení systému mimo linku a instalace při sledování lineárních dopravníkových vařičů nebo fritéz nabízí společnost PhoenixTM volitelné příslušenství Food Tray. 

• Bezpečná a snadná instalace systému na pohyblivém pásu
• Umístění termočlánků ve výrobku je zaručeno, protože termočlánky jsou umístěny napevno
• Umístění výrobku v procesu je konzistentní po celou dobu procesu
• Zásobník pomáhá s přenosem systému na nakloněném pásu (fritézy)

Software

Softwarový balíček Thermal View Food je navržen na míru pro monitorování HACCP. Je vybaven úplnou standardní analýzou letality pasterizace a sterilizace (Pu/Fo), která umožňuje přesně prokázat bezpečnost potravin. Plně certifikované a sledovatelné validační zprávy lze vypracovat tak, aby rychle a efektivně splňovaly všechny potřebné požadavky HACCP.