v leteckém průmyslu jsou průmyslové pece důležitou součástí procesu výroby a renovace dílů. Ať už je to žíhání kovu pro posílení části a zmírnění stresu, sušení barvy a vytvrzování kompozitů nebo část de-křehnutí pro změkčení a rehabilitaci součástí při údržbě a opravách, kladení správných otázek může být klíčem k efektivnímu a nízkonákladovému provozu leteckých průmyslových pecí.
1. Co potřebuji vědět o využití energie v průmyslové troubě?
po dobu asi 100 let se zemní plyn používá k ohřevu průmyslových pecí. Tradičně byl vzduch vložen do hořáku a vyfukován na druhý konec trouby pomocí ventilátorů nebo dmychadel. Horký vzduch obklopoval produkt bez ohledu na jeho velikost nebo tvar, který byl nakonec zahřát na průměrnou teplotu trouby. Obecně platí, že průmyslové pece mohou ohřívat produkt až do asi 1000 F, s typickými provozními teplotami v rozmezí asi 180 F, 450 F a 500 F.
plyn s ohřátým, cirkulujícím vzduchem, známý jako konvekce, je vhodný pro rychlé ohřev celé trouby a pro ohřev nepravidelně tvarovaného produktu, zejména v dávkách, protože vzduch se dostává do jeho zákoutí. Ale mnoho energie se ztrácí zahříváním celé trouby, z ohřátého vzduchu vystupujícího z přední nebo zadní části trouby a z napájení ventilátorů nebo dmychadel. I při modulačních hořácích je vytápění plynem v podstatě proces all-on nebo all-off, což je neefektivní, protože ohřev celé trouby je nutný i pro malé části.
2. Jaká je nejúčinnější forma průmyslového tepla v peci?
zatímco lidé předpokládají, že plynové průmyslové pece stojí méně než elektrické, elektrické mohou být ve skutečnosti levnější a efektivnější. Dnes je jedním z nejúčinnějších způsobů, jak ohřát průmyslovou troubu, neviditelná elektrická, infračervená energie, která nevyžaduje zahřívání celé trouby, a nemá žádné ventilátory, dmychadla, nebo pohyblivé části, takže je naprosto tichý. Infračervená energie se vyskytuje v elektromagnetickém spektru dodávajícím teplo, když produkt absorbuje světlo, které je neviditelné, protože je pod spektrem viditelného světla.
„plyn je jako drak dýchající oheň; právě teď se zahřívá, ale postrádá energetickou účinnost, jemnost a kontrolu elektrického infračerveného záření,“ říká Jesse Stricker, prezident společnosti Intek Corp., Unie, designér a výrobce průmyslových pecí, ohřívačů, topných těles, systémů řízení procesů a zařízení pro manipulaci s materiálem. „Elektrické infračervené záření je zvláště účinné na exponovaných površích, jako je sušení barvy a vytvrzování kompozitů, a pro kontinuální průmyslové inline tepelné procesní systémy, jako jsou pásové nebo jednokolejné dopravníky.“
vzhledem k energetické účinnosti elektrického infračerveného záření byl také přijat pro aplikace vytápění prostor. Například některé z našich elektrických infračervených ohřívačů prostoru mohou běžet pouze na 700 wattech, ale poskytují stejné použitelné teplo jako konvenční jednotka 1500 watt, která používá ventilátor, ventilátor a topné cívky. 700 wattů je asi polovina požadovaného výkonu standardního vysoušeče vlasů. Protože nízký příkon čerpá méně proudu, zapojení více ohřívačů je méně pravděpodobné, že vypne elektrické jističe, což je běžný problém s méně účinnými ohřívači.
jedním z nejjednodušších způsobů, jak snížit energetické požadavky průmyslových pecí, zaměřit teplo a optimalizovat výkon, jsou modulární elektrické infračervené ohřívače. Stejně jako LEGO bloky se tyto elektrické infrazářičové moduly, obvykle ve velikostech 12″ x 24″, 12″ x 36″ nebo 12″ x 48″, stávají konstrukčními členy trouby. Protože některé obsahují integrované závěsy, montážní konzoly, a drátová připojení, mohou být navrženy tak, aby pracovaly jednotlivě pro malé plochy, seskupeny společně pro větší plochy, a mohou být zavěšeny na strop nebo namontovány na zeď pro efektivní vytápění.
pásové dopravníkové pece nebo jednokolejné dopravníkové pece často používané v letectví mohou také poskytnout další prvek kontroly. Jednotlivé tepelné zóny mohou být vybaveny samostatnými ovládacími prvky, které umožňují větší a konzistentnější ohřev produktu na automatickém, hands-free základě.
„pokud letecká společnost ohřívá menší součást, není nutné ohřívat celou troubu,“ říká Stricker. „Místo toho je efektivnější ohřívat pouze potřebné tepelné zóny trouby.“
“ pro největší účinnost a flexibilitu trouby mohou elektrické infračervené ohřívače poskytovat téměř neomezené topné zóny, které lze podle potřeby zapnout nebo vypnout,“ vysvětluje. „Shora dolů, zepředu dozadu, každá noha v cestě dopravníkové pece může být zónována pro maximální, nepřetržitou účinnost ohřevu procesu, sledovanou termočlánkem v každé zóně. Chcete-li se přizpůsobit jednotlivým částem procházejícím troubou hodinu po hodině, lze použít inteligentní regulátory k zajištění teplotní tolerance a konzistence.“
další výhodou elektrického infračerveného vytápění je to, že je velmi přesné a nastavitelné, což může pomoci zajistit těsné teplotní tolerance často vyžadované v letectví. Vzhledem k tomu, že infračervená vlnová délka koreluje s teplotou a energie absorbuje do každého produktu při určitých vlnových délkách, mohou výrobci upravit teplo tak, aby odpovídalo vlnové délce substrátu v Peci pro větší energetickou účinnost a výkon pece.
3. Jak mohu optimalizovat návrh trouby pro svůj průmyslový proces?
kupující se často dívají na „standardní“ průmyslové pece,ale většina skončí s nějakým vlastním řešením, které vyhovuje jejich specifickým požadavkům, ať už pro vyšší nebo širší pokrytí, nebo topné články se zvláštním jmenovitým napětím nebo příkonem. Naštěstí takových vylepšení designu lze často dosáhnout pomocí elektrického infračerveného záření za malou nebo žádnou přidanou cenu.
vlastní topné články lze použít ke zvýšení výkonu průmyslové trouby. Například skleněné nebo keramické topné články mohou být použity pro aplikace s vysokým teplem, pružný silikonový kaučuk pro nižší teploty, hloubka krytu se zvětší, aby se umožnila dodatečná izolace, nebo izolace Skříně s dvojitou stěnou použitá pro instalaci do zdi.
v leteckém průmyslu mohou někteří designéři a stavitelé pecí na zakázku dokonce kombinovat typy pecí, jako je plynová konvekce a elektrické infračervené záření. Protože teplo stoupá, typické pece jsou teplejší nahoře než dole, což může být problémem v leteckém průmyslu, kde jsou vyžadovány důsledně těsné tolerance.
„zatímco mnoho leteckých společností stále specifikuje plynové konvekční pece, více přidává elektrické infračervené záření pro nezávislé ovládání teplotních zón své trouby,“ říká Stricker. „Pro teplotní vyvážení všech oblastí trouby v rozsahu jednoho nebo dvou stupňů mohou být například použity k ohřevu dna trouby více než její horní část.“
4. Musím si koupit novou troubu, pokud je moje neefektivní nebo nedostatečná?
jakmile průmyslová trouba překročí svou životnost, ztrácí účinnost, což může zvýšit náklady, zpozdit výrobu nebo ohrozit kvalitu produktu. Před výměnou celé trouby za novou jednotku však nejprve zvažte, zda bude trouba vybavena nebo upgradována.
někdy mohou být opravy stejně jednoduché jako instalace požadovaných náhradních dílů, jako jsou vysokoteplotní izolace, porcelánové svorkovnice, regulace tepla nebo topná tělesa.
i když je oprava rozsáhlejší, může být řešení podstatně levnější než nákup nové trouby.
„aktualizace průmyslových ohřívačů nebo topných těles může často zvýšit výkon trouby na původní specifikace nebo je dokonce zlepšit,“ říká Stricker. „Někteří výrobci trouby konstruují moduly, které vyřeší problém s výkonem, ale jsou dostatečně snadné pro vlastní instalaci. Je také možné upgradovat ze starší technologie, jako je plynová konvekce, na moderní, jako je elektrické infračervené záření.“
při opravě, dovybavení nebo aktualizaci průmyslové trouby již není nákladově efektivní způsob, jak zlepšit její výkon, je čas koupit novou troubu.
Intek Corp. sídlí v Unii, MO. Pro více informací navštivte www.intekcorp.com.
Del Williams je technický spisovatel se sídlem v Torrance, CA.