Temperaturmätning vid ett rullverk för rör – Optisk temperaturmätning i valsverket
Beskrivning av applikationen
De ökande kraven på materialegenskaperna hos valsade varor blir alltmer krävande när det gäller produktionsprocessen och produktionsparametrarna.
För detta ändamål specificeras mycket snäva toleranser för valsningstemperaturen av kvalitetsledningen. För att kunna uppfylla dessa höga krav är det absolut nödvändigt med moderna mätmetoder och mätsystem som är anpassade till respektive mätpunkter.
Temperaturkontrollerad valsning är en förutsättning för att uppnå önskade materialegenskaper och samtidigt maximera effektiviteten i rörtillverkningen.
Pyrometrar har visat sig vara värdefulla för att mäta temperaturen vid piercing, sträckning och färdigvalsning. De mäter föremålens infraröda strålning och beräknar temperaturen enligt Plancks strålningslag. Strålningen mäts kontaktlöst från ett säkert avstånd utan att förstöra arbetsstycket. Temperaturen registreras på några millisekunder och fungerar som en övervaknings- och kontrollvariabel för uppvärmnings- och valsningsprocessen.
Miljö- och materialrelaterade störningar vid infraröd mätning
Eftersom pyrometrisk temperaturmätning är en optisk mätmetod kan tillförlitligheten hos mätningen på ytan och mellanliggande medier i synfältet påverkas kraftigt av damm, ånga och rök. Därför används företrädesvis tvåfärgspyrometrar för mätning. Även om optiken är smutsig eller den infraröda strålningen i synfältet är försvagad med upp till 90 % ger tvåfärgsmätmetoden fortfarande tillförlitliga mätvärden.
Skalning och oxidation på ytan av det valsade materialet har ett betydande inflytande på mätnoggrannheten för optisk temperaturmätning i valsningsprocesser. Följaktligen förändras emissiviteten, dvs. det valsade materialets strålningsförmåga, extremt mycket. En skalad yta har dock en högre emissivitet jämfört med en skalfri yta. Beroende på de absoluta temperaturvärdena kan en konventionell pyrometer ge en högre avläsning än på den skalfria platsen, även vid en lägre temperatur på skalet.
För att minimera den störande påverkan som kalkavlagringar och oxid har på mätningen har den så kallade CSD-funktionen (Clean Surface Detection) utvecklats. På grundval av tvåfärgsmätmetoden och en mycket kort mättid kan mjukvarualgoritmen för CSD-funktionen i pyrometern filtrera bort framför allt mätvärden från den skaloch oxidfria ytan. Ju högre kvalitet på optiken och ju högre optisk upplösning, dvs. ju mindre pyrometerns mätfält är, desto större är sannolikheten att pyrometern upptäcker små heta punkter. Medan det valsade materialet passerar pyrometern mäts den verkliga temperaturen vid de rena fläckarna automatiskt och anges med hjälp av CSD-funktionen.
Mätpunkt efter värmeugnen
Tvåfärgspyrometern CellaTemp® PX 40 används för att mäta rörens temperatur vid värmeugnens utlopp. Den har en hög optisk upplösning för att på ett tillförlitligt sätt upptäcka den korrekta temperaturen vid de skal- och oxidfria punkterna i det passerande röret från ett avstånd på flera meter i kombination med CSD-funktionen.
För optisk inriktning har enheten en genom-linsen-synpunkt, en laserpilotlampa eller en videokamera. Med kamerafunktionen kan mätmiljön och mätpunkten kontrolleras när som helst på monitorn i kontrollrummet. Mätfältsmarkeringen, den uppmätta temperaturen och mätpunktsbeteckningen visas i monitorbilden via videosignalen.
Mätpunkt rullande stativ
Med CellaTemp®-mätsystemen erbjuder KELLER ITS tillförlitliga temperaturmätningar för att övervaka att produktionsparametrarna följs och därmed garantera en jämn kvalitet i valsningsprocessen. Detta är en förutsättning för produktion av högkvalitativa rör med defektfria ytor och hög måttnoggrannhet.
Mätpunkt framför värmningsugnen
Det är nödvändigt att bestämma objekttemperaturen före återuppvärmning både av energieffektivitetsskäl och ur teknisk synvinkel. De exakta temperaturerna på de halvfärdiga rören innan de går in i återuppvärmningsugnen kan användas för att bestämma den energimängd som krävs för att nå valsningstemperaturen för den efterföljande sträckningsreducerande processen. Uppvärmningsugnen kan styras i enlighet med detta.
