Lämpötilan mittaus putkivalssaamossa – Optinen lämpötilamittaus valssaamossa
Sovelluksen kuvaus
Valssattujen tuotteiden materiaaliominaisuuksien kasvavat vaatimukset ovat yhä vaativampia tuotantoprosessin ja tuotantoparametrien suhteen.
Tätä varten laadunhallinta määrittelee erittäin tiukat toleranssit valssauslämpötilalle. Näiden korkeiden vaatimusten täyttämiseksi tarvitaan ehdottomasti nykyaikaisia mittausmenetelmiä ja mittausjärjestelmiä, jotka on sovitettu kyseisiin mittauspisteisiin.
Lämpötilavalssaus on edellytys haluttujen materiaaliominaisuuksien saavuttamiselle ja putkien valmistuksen tehokkuuden maksimoimiselle.
Pyrometrit ovat osoittautuneet arvokkaiksi lävistyksen, venytyksen ja viimeistelyvalssauksen lämpötilan mittaamisessa. Ne mittaavat kohteiden infrapunasäteilyä ja laskevat lämpötilan Planckin säteilylain mukaisesti. Säteily mitataan kosketuksettomasti turvalliselta etäisyydeltä työkappaletta tuhoamatta. Lämpötila rekisteröidään muutamassa millisekunnissa, ja se toimii lämmitys- ja valssausprosessin seuranta- ja ohjausmuuttujana.
Ympäristö- ja materiaalihäiriöt infrapunamittauksessa
Koska pyrometrinen lämpötilan mittaus on optinen mittausmenetelmä, pöly, höyry ja savu voivat vaikuttaa merkittävästi mittauksen luotettavuuteen näkökentässä olevilla pinnoilla ja väliaineissa. Siksi mittauksessa käytetään mieluiten kaksivärisiä pyrometrejä. Vaikka optiikka olisi likainen tai näkökentässä oleva infrapunasäteily heikkenisi jopa 90 prosenttia, kaksivärimittausmenetelmällä saadaan silti luotettavia mittauksia.
Valssatun materiaalin pinnalla oleva hilseily ja hapettuminen vaikuttavat merkittävästi valssausprosessien optisen lämpötilanmittauksen mittaustarkkuuteen. Tämän seurauksena emissiivisyys eli valssatun materiaalin säteilyteho muuttuu erittäin paljon. Skaalautuneella pinnalla on kuitenkin suurempi emissiivisyys kuin skaalautumattomalla pinnalla. Absoluuttisista lämpötila-arvoista riippuen tavanomainen pyrometri voi antaa suuremman lukeman kuin kuorettomassa paikassa, vaikka kuoren lämpötila olisi alhaisempi.
Optista kohdistusta varten laitteessa on linssin läpi näkyvä näkymä, laserpilottilamppu tai videokamera. Kameratoiminnolla mittausympäristö ja mittauspiste voidaan tarkastaa milloin tahansa valvomossa olevasta
Mittauspisteen rullaava jalusta
CellaTemp®-mittausjärjestelmien avulla KELLER ITS tarjoaa luotettavia lämpötilamittauksia, joilla voidaan valvoa tuotantoparametrien noudattamista ja siten taata tasainen laatu valssausprosessissa. Tämä on edellytys korkealaatuisten putkien tuotannolle, joissa on virheettömät pinnat ja korkea mittatarkkuus.
Mittauspiste lämmitysuunin edessä
Kappaleen lämpötila on määritettävä ennen uudelleenlämmitystä sekä energiatehokkuussyistä että teknisestä näkökulmasta. Puolivalmiiden putkien tarkkaa lämpötilaa ennen niiden syöttämistä uudelleenlämmitysuuniin voidaan käyttää sen energiamäärän määrittämiseen, joka tarvitaan valssauslämpötilan saavuttamiseen myöhempää venytystä vähentävää prosessia varten. Uudelleenlämmitysuunia voidaan ohjata sen mukaisesti.
Kalkkisaostumien ja oksidien mittausta häiritsevän vaikutuksen minimoimiseksi on kehitetty niin sanottu CSD-toiminto (Clean Surface Detection). Pyrometrin CSD-toiminnon ohjelmistoalgoritmi voi kaksivärimittausmenetelmän ja hyvin lyhyen mittausajan perusteella suodattaa erityisesti kalkki- ja oksidivapaan pinnan mittausarvot. Mitä laadukkaampi optiikka ja mitä suurempi optinen resoluutio eli mitä pienempi pyrometrin mittauskenttä on, sitä todennäköisemmin pyrometri havaitsee pienet kuumat kohdat. Kun valssattu materiaali kulkee pyrometrin ohi, todellinen lämpötila puhtaissa kohdissa mitataan automaattisesti ja ilmoitetaan CSD-toiminnolla.
Mittauspiste lämmitysuunin jälkeen
Kaksivärisellä CellaTemp® PX 40 -pyrometrillä mitataan putkien lämpötila lämmitysuunin ulostulossa. Siinä on korkea optinen resoluutio, jonka avulla CSD-toiminnon avulla voidaan luotettavasti havaita oikea lämpötila läpimenevän putken kuorellisissa ja oksidittomissa kohdissa useiden metrien etäisyydeltä.
