Анализ температуры поверхности литой заготовки заводы

Когда слышишь про анализ температуры поверхности литой заготовки, многие сразу думают о термопарах и стандартных пирометрах — но на практике всё сложнее. На наших литейных участках часто сталкиваюсь с тем, что технологи упускают влияние локальных перегревов и скорости остывания на структуру металла, особенно при серийном производстве крупных отливок.

Проблемы контактных методов

Раньше мы пробовали термопары типа ХА и ХК, вмонтированные в изложницы. Но при температуре выше 1300°C быстро деградировали, плюс давали точечные замеры — а где гарантия, что в двух сантиметрах от датчика нет холодной зоны? Однажды из-за этого получили брак партии стальных крышек: термопара показывала норму, а на деле в теле отливки шла ликвация.

Особенно проблемно с тонкостенными заготовками — тут контактный метод вообще нежизнеспособен. Помню, на алюминиевой отливке для автопрома пытались ставить термопары с быстрым откликом, но из-за инерционности теряли до 40% данных по начальному охлаждению. Пришлось признать: без бесконтактных систем не обойтись.

Сейчас перешли на инфракрасные пирометры, но и тут нюансы. Например, коэффициент излучения чугуна меняется при образовании окалины — если не корректировать настройки, погрешность достигает 80–100°C. Пришлось разрабатывать калибровочные таблицы для разных марок сплавов.

Инфракрасные системы в литейном цеху

Сейчас работаем с пирометрами ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' — у них как раз линейка для непрерывного измерения в агрессивных средах. Ставим их на конвейерных линиях разливки, где важно отслеживать динамику остывания от ковша до выбивки. Ключевое — не просто зафиксировать температуру, а поймать момент, когда заготовка готова к транспортировке без деформаций.

На их сайте https://www.tengyidianzi.ru видел новые модели с водяным охлаждением корпусов — как раз для наших условий подходят, где рядом расплав брызгает. Раньше обычные пирометры выходили из строя через неделю, а эти держатся уже полгода без сбоев.

Важный момент — программное обеспечение. В их системах есть настройка пороговых значений с привязкой к марке стали. Мы для чугуна СЧ20 выставили диапазон 1120–1080°C для зоны выдержки — если температура выходит за пределы, оператор получает сигнал. Снизили процент брака на 7% только за счёт этого.

Калибровка и погрешности

Многие недооценивают необходимость регулярной поверки. У нас был случай: после полугода эксплуатации пирометр начал 'врать' на 50°C — оказалось, кварцевое стекло покрылось тонким слоем пыли с графитом. Теперь чистим оптику раз в смену и раз в месяц делаем контрольные замеры эталонным прибором.

Для разных материалов используем разные настройки. Например, для алюминиевых сплавов коэффициент эмиссии выставляем 0.3, для стальных отливок — 0.7–0.8. Но даже здесь есть нюансы: если поверхность окислена, показания будут отличаться. Иногда приходится делать поправку 'на глаз' по опыту — идеальной автоматизации пока нет.

Особенно сложно с заготовками сложной геометрии — там тени от выступающих элементов искажают показания. Приходится ставить несколько датчиков под разными углами и усреднять значения. На установке ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' как раз предусмотрена возможность каскадного подключения до 8 сенсоров — удобно для крупных отливок.

Практические кейсы внедрения

На заводе в Липецке ставили эксперимент: сравнивали термопары и ИК-системы при литье коленчатых валов. Оказалось, что инфракрасные датчики точнее определяют момент начала затвердевания — по ним мы скорректировали время выдержки в форме. В результате сократили цикл на 12% без потери качества.

Ещё пример: при литье бюстов из бронзы для архитектурных нужд важно сохранить мелкие детали. С помощью пирометров отслеживали градиент температуры по высоте отливки — выявили, что верхняя часть остывает быстрее. Добавили локальный подогрев в верхней части формы — ушли от трещин.

Сейчас внедряем систему с веб-интерфейсом от Тэнъи Электроникс — данные с датчиков сразу идут в цеховую сеть. Мастера с планшетов могут отслеживать температурные кривые в реальном времени. Правда, пришлось обучать персонал — не все сразу поняли, как интерпретировать графики.

Перспективы развития технологии

Смотрю на новые разработки — например, тепловизоры с ИИ-аналитикой. Но пока для массового производства дороговато, да и не всегда нужно. Для 80% задач хватает точечных пирометров, главное — правильно их разместить.

Интересно, что ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' анонсировали систему с автоматической корректировкой коэффициента излучения в процессе измерения. Если это работает — будет прорыв, особенно для цветного литья.

Из собственных наблюдений: будущее за комбинированными системами. Где-то ставим ИК-датчики, где-то оставляем термопары — например, в зоне плавильных печей. Важно не гнаться за модой, а подбирать решения под конкретный технологический процесс.

Выводы для практиков

Главный урок — не доверяйте слепо показаниям любого прибора. Всегда нужна перекрёстная проверка и понимание физики процесса. Даже лучшая аппаратура — всего лишь инструмент.

При выборе оборудования смотрю не только на технические характеристики, но и на возможность интеграции в существующие системы. У того же Тэнъи Электроникс хорошие возможности по настройке протоколов обмена данными — подключались к нашему SCADA без проблем.

В итоге анализ температуры поверхности литой заготовки — это не про приборы, а про систему принятия решений. Данные с датчиков должны сразу преобразовываться в корректировки техпроцесса. Иначе это просто красивые графики без практической пользы.