Измерение температуры стальной заготовки

Если честно, каждый раз когда вижу как новые ребята пытаются измерить температуру заготовки обычным пирометром – понимаю, насколько эта тема обросла мифами. Все думают, что это просто: навёл, нажал, получил цифру. А на деле даже окалина или угол обзора могут дать погрешность в сотню градусов.

Почему обычные методы не работают

Вспоминаю случай на прокатном стане в Липецке: инженеры жаловались, что термопары постоянно выходят из строя через две недели. Причина оказалась в банальном – тепловой удар при контакте с раскалённой поверхностью. Металл ведь не греется равномерно, особенно если речь идёт о заготовках сложной формы.

Инфракрасные пирометры – отдельная история. Многие до сих пор не учитывают коэффициент эмиссии. Как-то пришлось доказывать технологу, что его замеры в 900°C на самом деле были 750°C – он использовал стандартные настройки для чёрного тела, а у них поверхность была покрыта окалиной.

Самое сложное – поймать момент, когда заготовка уже вышла из печи, но ещё не начала остывать. Здесь секунды решают. Мы пробовали ставить датчики прямо на рольганги, но вибрация постоянно сбивала калибровку.

Как мы пришли к инфракрасным системам

После серии таких неудач начали тестировать стационарные ИК-сканеры. Первые модели от немецких производителей показывали хорошую точность, но не выдерживали условий цеха – пыль, влажность, перепады температур. Потом обратили внимание на разработки ООО Шэньян Тэнъи Электроникс – их система специально создавалась для металлургических производств.

Что важно – они не просто продают оборудование, а предлагают комплексное решение. Инженер приезжал к нам, целую смену наблюдал за процессом, потом подобрал модель с водяным охлаждением и системой продувки. У них на сайте https://www.tengyidianzi.ru есть подробные кейсы, но я бы советовал сразу звонить – там могут подсказать нюансы, которые в спецификациях не указаны.

Сейчас используем их сканеры уже три года. Главное преимущество – стабильность показаний даже при сильной вибрации. Хотя пришлось повозиться с настройкой зоны измерения – сначала ловили паразитные засветки от соседних заготовок.

Особенности настройки оборудования

Калибровка – это отдельный разговор. Мы сначала пробовали делать её по эталонному термометру, но потом перешли на термопары специального типа – вживляли их непосредственно в заготовку на испытательном участке. Разница в показаниях иногда достигала 5-7%, что для некоторых марок стали критично.

Важный момент – выбор места установки датчика. Если поставить слишком близко к печи – перегреется электроника. Слишком далеко – потеряется точность из-за атмосферных помех. В цехах с повышенной влажностью приходится дополнительно ставить фильтры для ИК-лучей.

Сейчас экспериментируем с системой непрерывного мониторинга от Тэнъи – она передаёт данные прямо в систему управления печью. Пока есть проблемы с задержкой сигнала, но в целом идея перспективная.

Типичные ошибки при измерениях

Чаще всего ошибаются с определением коэффициента эмиссии. Для стальной заготовки он меняется в зависимости от температуры и состояния поверхности. Мы составили таблицу поправок – при 800°C для чистого металла берём 0.35, для окалины 0.85, но это приблизительно.

Ещё одна проблема – отражённое излучение. Как-то раз в цеху установили новые светильники, и все замеры пошли вразнос. Пришлось экранировать датчики специальными кожухами.

Не все учитывают скорость движения заготовки. При высокоскоростной прокатке нужно либо увеличивать частоту опроса датчика, либо ставить несколько сканеров в линию. Мы в таких случаях используем схему с тремя точками контроля.

Практические советы из опыта

Всегда держите под рукой переносной пирометр для проверки – даже самая дорогая стационарная система может дать сбой. Лучше брать модели с возможностью регулировки коэффициента эмиссии.

Раз в месяц обязательно чистить оптику – даже незаметный слой пыли может исказить показания на 2-3%. Мы сначала пренебрегали этим, пока не получили партию недокалённых заготовок.

При работе с измерением температуры стальной заготовки важно учитывать технологический процесс. Например, если заготовка идёт на штамповку – нужна одна точность, если на прокатку – другая. Инженеры ООО Шэньян Тэнъи Электроникс как-раз помогают подобрать оптимальный режим измерений под конкретную задачу.

Кстати, у них есть интересная разработка – система автоматической корректировки показаний в реальном времени. Мы тестировали её в прошлом месяце – пока сыровата, но идея правильная.

Что в итоге работает

Сейчас остановились на комбинированной системе: основной стационарный сканер + две проверочные точки ручными приборами. Данные с каждого устройства сравниваем в системе мониторинга – если расхождение больше 3%, запускаем повторную калибровку.

Для ответственных участков поставили сканеры с двумя диапазонами измерений – обычный и коротковолновый. Дорого, но зато почти полностью исключаем ошибки из-за задымления или пара.

Самое главное – не забывать, что измерение температуры это не самоцель, а инструмент контроля качества. Иногда проще поставить дополнительный датчик в критической зоне, чем месяцами бороться с погрешностью существующей системы.

Если кто-то захочет повторить наш опыт – советую начать с аудита существующих процессов. Часто оказывается, что проблема не в точности измерений, а в неправильной интерпретации данных. Мы вот полгода улучшали систему, а потом поняли, что операторы просто неправильно считывали показания с экрана.