Измерение температуры поверхности заготовки производитель

Когда слышишь про измерение температуры поверхности заготовки производитель, многие сразу представляют лабораторные условия с идеально чистыми образцами. На практике же всё иначе — летящая окалина, пар от охлаждающей жидкости, вибрация прокатного стана. Вот где начинается реальная работа.

Проблемы контактных методов

Начинали лет пятнадцать назад с термопар — казалось бы, проверенная классика. Но на горячей прокатной линии контактные датчики жили не больше двух недель. Особенно проблемными были зоны реза — там где заготовка только выходит из печи и её поверхность покрыта слоем окалины.

Запомнился случай на заводе в Липецке: термопары выходили из строя так часто, что технологи просто перестали доверять показаниям. Перешли на визуальный контроль — 'на глазок', с поправкой на цвет свечения. Естественно, стабильность геометрии проката оставляла желать лучшего.

Пытались использовать термокраски — да, они дают точную картину распределения температуры по поверхности, но ведь это разовый замер. Для непрерывного технологического процесса такой метод не подходит категорически.

Переход на инфракрасные пирометры

Первые инфракрасные датчики мы ставили ещё в 2010-х — немецкие, с заявленной точностью ±1%. Теория теорией, а на практике оказалось, что главная проблема — не точность, а правильный выбор спектрального диапазона.

Для стальных заготовок в диапазоне 800-1200°C оптимальным оказался коротковолновый диапазон 0.8-1.1 мкм. Но здесь же возникла новая сложность — прозрачность окалины в ИК-диапазоне. Пришлось делать поправку на коэффициент излучения в зависимости от толщины окалийного слоя.

Интересно, что для алюминиевых сплавов ситуация полностью противоположная — там работаем в средневолновом диапазоне, и проблемы совсем другие, в основном связанные с отражающей способностью поверхности.

Системы непрерывного контроля

Современные требования — это уже не просто точечный замер, а построение температурных карт по всей поверхности заготовки в реальном времени. Здесь мы плотно работаем с ООО Шэньян Тэнъи Электроникс — их решения для непрерывного измерения температуры показали себя достаточно стабильными в наших условиях.

На их сайте https://www.tengyidianzi.ru можно найти технические решения, которые мы адаптировали под наш прокатный комплекс. Особенно ценным оказался модуль автоматической компенсации влияния пара и дыма — в цехе термообработки без этого вообще ничего не работало.

Кстати, их последняя разработка — двухволновой пирометр с функцией анализа спектра — позволила решить проблему измерения через защитное стекло. Раньше стекло быстро покрывалось налетом и приходилось постоянно корректировать настройки.

Практические нюансы монтажа

Казалось бы, выбрали подходящий пирометр — и дело сделано. Ан нет — правильная установка не менее важна. Угол обзора, расстояние до объекта, вибрации — всё это влияет на точность.

Выработали правило: монтируем датчики не ближе 1.5 метров от заготовки, с углом не более 30 градусов к нормали. И обязательно ставим систему продувки воздухом — без этого оптику запыляет за смену так, что показания начинают 'плыть'.

Особенно сложно было на участке резки — там заготовка движется с переменной скоростью, плюс появляется дополнительное излучение от места реза. Пришлось разрабатывать алгоритм динамической коррекции показаний.

Калибровка и поверка

Многие недооценивают важность регулярной калибровки. Мы сначала тоже — пока не столкнулись с систематическим отклонением на 20-30 градусов после полугода эксплуатации.

Теперь раз в месяц обязательно проводим сравнительные измерения эталонным переносным пирометром. Кстати, для этого используем модель от ООО Шэньян Тэнъи Электроникс — у них как раз есть портативные приборы с возможностью настройки под конкретный технологический процесс.

Обнаружили интересный эффект: после плановых ремонтов, когда меняют футеровку печи, коэффициент излучения поверхности заготовки немного меняется. Видимо, из-за изменения состава атмосферы в печи. Теперь после каждого ремонта обязательно делаем внеплановую калибровку.

Экономическая эффективность

Когда начинаешь говорить с руководством о замене системы измерения, всегда задают вопрос о окупаемости. Наш опыт: современная система инфракрасного контроля окупается за 8-12 месяцев только за счет экономии энергии.

Более точный контроль температуры позволил снизить пережог металла в печах — теперь держим температуру не 'с запасом', а точно по технологической карте. Плюс снизился брак из-за неправильных режимов термообработки.

Если брать конкретные цифры — на участке закатки после установки системы от ООО Шэньян Тэнъи Электроникс брак снизился с 3.2% до 1.7%. Для нашего объема производства это очень существенно.

Перспективы развития

Сейчас присматриваемся к системам с ИИ — они могут не просто измерять температуру, но и прогнозировать изменение температурного поля заготовки при изменении режимов.

ООО Шэньян Тэнъи Электроникс как раз анонсировали такую разработку в своем портфолио на https://www.tengyidianzi.ru — система, которая учитывает не только текущие параметры, но и историю нагрева конкретной заготовки.

Думаю, в ближайшие годы стандартом станет полная цифровая копия температурного режима каждой заготовки — от печи до готового проката. Это позволит еще точнее управлять качеством и снизить энергозатраты.

В общем, тема измерения температуры поверхности заготовки оказалась гораздо глубже, чем кажется на первый взгляд. И главное здесь — не просто купить дорогое оборудование, а понять физику процесса и адаптировать систему под конкретные производственные условия.