Le indagini di uniformità della temperatura (TUS) possono essere un processo piuttosto scoraggiante. Dopo tutto, un TUS ha il peso di essere non solo necessario per convalidare le vostre apparecchiature, ma anche richiesto per quelle che aderiscono alla norma AMS 2750.
La frequenza di esecuzione di un TUS dipende dalle specifiche sottoscritte e dalle prestazioni complessive del forno. In genere, un TUS dovrebbe essere eseguito prima di il primo utilizzo di una fornace, così come non meno di due volte l'anno, indipendentemente dall'adesione o meno a determinate specifiche. Per coloro che aderiscono a specifiche più severe, come AMS 2750, è necessario fare sempre riferimento a queste ultime per i requisiti specifici del TUS.
Metà della battaglia per eseguire un TUS è la preparazione. Per aiutarvi in questo processo, abbiamo definito sette semplici passi che sono fondamentali per far sì che i vostri sforzi TUS si svolgano senza problemi:
1. Determinare l'intervallo di uniformità della temperatura
Il primo passo per prepararsi a un TUS è assicurarsi che il forno sia in grado di soddisfare l'intervallo di uniformità di temperatura necessario per le parti e i processi specifici. Se è la prima volta che si esegue un TUS sul forno, si consiglia di fare riferimento alle specifiche OEM per verificare che il forno funzioni secondo la sua classificazione di progetto.
Se si sta eseguendo un TUS in conformità alla norma AMS 2750, è necessario determinare le capacità di progettazione del forno. e a quale livello di classificazione del forno si intende effettuare il test.
I sistemi di forni a vuoto sono classificati in sei categorie: Dalla Classe Uno alla Classe Sei. La Classe Uno ha i requisiti di temperatura più severi con la minima deviazione consentita nell'uniformità di temperatura, mentre la Classe Sei applica i requisiti di temperatura meno restrittivi e la più ampia deviazione consentita nell'uniformità di temperatura. L'intervallo di uniformità della temperatura varia da ±5 °F (±3 °C) a ±50 °F (±28 °C).
È inoltre importante notare che, sebbene molti produttori dichiarino di essere conformi alla norma AMS 2750, in realtà esistono diverse versioni che costituiscono la conformità per quanto riguarda i sistemi di trattamento termico sottovuoto. Pertanto, è indispensabile conoscere il processo per il quale si richiede la conformità, in modo da poter garantire che la classificazione del forno soddisfi le specifiche.
2. Selezionare il numero di sensori
Le dimensioni del forno e l'uniformità di temperatura che si vuole raggiungere per il processo specifico possono influenzare il numero di sensori TUS da utilizzare. Noi di Ipsen raccomandiamo che, ovunque si decida di posizionare le termocoppie, si faccia parte del processo e si addestrino i dipendenti che eseguono la TUS a questo processo. Ciò contribuirà a ridurre la variabilità che potrebbe verificarsi durante la messa a punto dell'apparecchiatura per le indagini successive.
Se si esegue una TUS in conformità alla norma AMS 2750, il numero di sensori TUS necessari è indicato nella Tabella 11. Il numero dipende dalla classe del forno e dal volume dell'area di lavoro. Questo numero dipende dalla classe del forno e dal volume dell'area di lavoro. Sebbene le specifiche AMS 2750 impongano il numero e la posizione geografica dei sensori, la collocazione dei numeri delle termocoppie (TC) (ad es. TC 1, TC 2, TC 3) dipende anche da voi.
Di seguito sono riportate alcune immagini esemplificative di come potrebbero essere posizionati i sensori, a seconda della classe del forno e del numero totale di sensori utilizzati:
3. Comprendere gli intervalli di temperatura del forno
Un singolo forno può essere qualificato per operare entro ±10 °F in un intervallo di temperatura e entro ±25 °F in un altro intervallo di temperatura. Se il TUS mostra che il forno soddisfa la variazione di temperatura più severa (ad esempio, ±10 °F a 1.500 °F), allora soddisfa automaticamente anche la variazione di temperatura meno severa (ad esempio, ±25 °F a 1.500 °F).
Questo vale anche per una TUS eseguita secondo le specifiche AMS 2750. Come indicato nella sezione 3.5.2 di AMS 2750, "un forno può avere più intervalli di temperatura operativa qualificati".
4. Parametri del forno a specchio
È inoltre importante che i parametri impostati per il TUS rispecchino il normale funzionamento dell'apparecchiatura quando è in produzione. Ciò significa che se i ventilatori e/o la pressione parziale vengono utilizzati durante la produzione, devono essere utilizzati anche durante il TUS.
Se si aderisce alla norma AMS 2750, la sezione 3.5.8 fornisce ulteriori dettagli e alcune eccezioni.
5. Decidere la condizione di carico
Mentre i parametri del forno dovrebbero rispecchiare il normale funzionamento dell'apparecchiatura durante la produzione, la condizione di carico è una delle eccezioni a questa regola. Può essere eseguita con un carico di produzione reale, un rack, un vuoto, ecc.
Questo vale anche per l'AMS 2750, come indicato nella sezione 3.5.10: "Un TUS può essere eseguito con un carico di produzione reale, un carico di produzione simulato, un rack o vuoto". Tuttavia, a seconda della condizione di carico utilizzata e del punto in cui sono fissati i sensori TUS, sono richiesti spessori per il dissipatore di calore e/o il materiale del carico. Per ulteriori dettagli, consultare le sezioni 3.5.10.1 e 3.5.10.2 di AMS 2750.
6. Scegliere l'atmosfera della fornace
L'atmosfera utilizzata durante la produzione deve essere utilizzata anche durante il TUS. Tuttavia, è possibile utilizzare un'atmosfera di aria o gas inerte (specifica per il design del forno) se:
- Il processo utilizza un'atmosfera necessaria che potrebbe contaminare i sensori di prova.
- L'atmosfera potrebbe rappresentare un pericolo per la sicurezza
In breve, qualunque sia l'ambiente di produzione, è necessario emularlo al meglio delle proprie possibilità (a meno che non si tratti di una delle eccezioni specificate) quando si esegue un TUS.
7. Eseguire la raccolta dei dati TUS
Quando si esegue il TUS, è importante seguire le procedure di raccolta dati necessarie. Se si aderisce all'AMS 2750, i requisiti specifici sono indicati nelle sezioni 3.5.13.3 - 3.5.13.3.4.
In generale, alcuni punti chiave da ricordare sono
- Avviare la raccolta dei dati prima che il primo forno o il primo sensore TUS raggiunga il limite di tolleranza inferiore di ciascuna temperatura di prova.
- Non lasciare che i sensori superino la tolleranza superiore di uniformità della temperatura.
- Continuare la raccolta dei dati per almeno altri 30 minuti dopo la stabilizzazione, più un minuto.
Al termine dei preparativi per il TUS, è necessario assicurarsi che il carico di prova (ad esempio, scatola, cestello, attrezzatura) sia posizionato correttamente. Per cominciare, centrate il carico di prova da sinistra a destra in modo che la distanza tra gli elementi riscaldanti e la superficie di lavoro sia uguale su ciascun lato. Inoltre, controllare che il carico di prova sia rivolto verso la parte anteriore e non sia inclinato o storto.
Assicurarsi poi che il TC anteriore e quello posteriore abbiano la stessa visuale sull'elemento riscaldante. Ad esempio, se il TC anteriore guarda l'intercapedine tra gli elementi riscaldanti, anche il TC posteriore deve guardare l'intercapedine. Oppure, se il TC anteriore guarda a un centimetro dalla parte superiore dell'elemento riscaldante, lo stesso deve fare il TC posteriore.
Infine, una volta stabilita la posizione esatta del carico di lavoro, contrassegnare la griglia di lavoro con un utensile dremel, un seghetto, ecc. Questi segni vi aiuteranno a posizionare con precisione il carico di lavoro per i rilevamenti successivi.
È inoltre importante prendere sempre in considerazione l'età e le condizioni del pannello del jack. Se ha più di due anni o mostra segni visivi di degrado, deve essere sostituito prima di eseguire il rilevamento. Infatti, un pannello jack vecchio o usurato può causare errori nelle letture della temperatura.
In definitiva, una corretta convalida delle apparecchiature contribuisce a garantire uniformità, affidabilità e, soprattutto, ripetibilità. Il nostro blog offre anche altri consigli utili per la convalida delle apparecchiature, tra cui una semplice suddivisione di Sintonizzazione PID e come mantenere tolleranze di temperatura ristrette con i controlli DigiTrim.