W dobie wyścigu technologicznego firmy produkcyjne oraz jednostki naukowo-badawcze R&D wciąż prześcigają się w produkowaniu i ulepszaniu różnych materiałów.

Procesy obróbki cieplnej są coraz bardziej zaawansowane technologicznie oraz stawiają niemałe wymagania techniczne dla urządzeń. Te z kolei, wykorzystywane do wspomnianych procesów, muszą oferować zawsze najnowsze rozwiązania technologiczne oraz najwyższe parametry techniczne. Takimi urządzeniami pasującymi do powyższego schematu są piece do obróbki cieplnej. Wbrew pozorom są to bardzo zaawansowane technicznie i technologicznie urządzenia, które mają olbrzymi wpływ na rozwój nowych technologii i materiałów. To one przyczyniają się do produkcji nowych stopów i materiałów, które później technolodzy i projektanci mogą wykorzystać w swoich projektach. Bez nich praktycznie nie możemy wyprodukować stali i jej stopów, żeliwa czy stopów metali kolorowych. Piece topialne, zarówno indukcyjne, jak i gazowe, czasem oporowe, topią pożądane metale w odpowiedniej kompozycji, przekształcając je w wymagany stop. Pozwalają na spiekanie proszków i wykorzystanie tak ważnej dziedziny, jaką jest metalurgia proszków (ang. powder metallurgy) do powstawania supernowoczesnych materiałów. Spiekanie w wysokich temperaturach, w specjalnej atmosferze gazu, np. ochronnego, w wysokich ciśnieniach przebiega właśnie w specjalnych piecach komorowych. Ponadto prawie żaden naukowiec dziedziny technicznej, ale nie tylko, nie wyobraża sobie bez nich prowadzenia swoich badań. Wiele dziedzin naukowych wykorzystuje piece pośrednio lub bezpośrednio do rozwoju swoich projektów. Z powodzeniem stosowane są w chemii, elektronice, metalurgii i odlewnictwie, badaniach nad materiałami ceramicznymi lub nowoczesnymi stopami i cermetalami, także w geologii czy laboratoriach celnych. Wykorzystuje je większość laboratoriów jakościowych, przyzakładowych do testowania swoich produktów przede wszystkim w wysokiej temperaturze. Dlatego wcale niewygórowanym stwierdzeniem będzie, że piece do obróbki cieplnej stosowane zarówno w produkcji, jak i w laboratoriach są wspólnym mianownikiem dla wymienionych przykładów rozwoju technologicznego.

Ośrodki naukowe i laboratoria są oczywiście innym użytkownikiem pieców od zakładów produkcyjnych. W ich gestii jest pozyskanie i wykorzystywanie najnowocześniejszego technologicznie sprzętu do obróbki cieplnej, oferującego możliwie najwyższe aktualnie parametry techniczne. Często wymagają pieców do procesów wysokotemperaturowych (2000-3000°C) przy wykorzystaniu atmosfer obojętnych, reaktywnych, wybuchowych, wysokiej próżni lub bardzo wysokiego ciśnienia. Musimy mieć świadomość, że najnowocześniejsze, najlżejsze i przy tym najwytrzymalsze materiały, metalowe, ceramiczne lub kompozyty, wymagają dodatkowej obróbki cieplno-ciśnieniowej, jaką jest potocznie nazywane hipowanie. Ten proces wykonuje się tylko w wysokotemperaturowych prasach izostatycznych i łączy w sobie wspomnianą specjalistyczną obróbkę cieplną przy jednoczesnym zastosowaniu bardzo wysokiego ciśnienia rzędu kilkuset MPa. Wykorzystanie pieców do badań to bardzo szeroka dziedzina i pole do popisu dla firm produkujących piece na specjalne zamówienie, wg konkretnych wymagań przyszłego użytkownika. Są to bardzo zaawansowane urządzenia i każdy ich element jest szczegółowo dostosowywany dla potrzeb procesu. Na świecie istnieje tylko mały odsetek producentów takich pieców. Urządzenie wyprodukowane w taki sposób musi spełniać nie tylko wygórowane i technologicznie zaawansowane wymagania zamawiającego, ale musi być zawsze zgodne z obowiązującymi normami produkcji i bezpieczeństwa. Piece stosowane w laboratoriach do badań mają najczęściej małe objętości komory roboczej, rzędu kilku lub kilkunastu litrów, a także wysokie temperatury pracy w gazach obojętnych, niebezpiecznych lub w próżni. Urządzenia stosowane do badań nie mają sztywno sprecyzowanego typu nagrzewania i mogą być nagrzewane elektrycznie, gazowo, indukcyjne lub np. mikrofalowo. Bez pieców laboratoryjnych nie byłoby ciągłego rozwoju technologii i procesów oraz możliwości tworzenia nowych i ulepszania istniejących materiałów.

Piece stosowane w produkcji stanowią dużą i urozmaiconą grupę. Charakteryzują się innymi parametrami technicznymi i fizycznymi, którymi użytkownik kieruje się przy wyborze i zakupie. Piece produkcyjne mają duże komory/objętości robocze, a co za tym idzie – oferują większe wydajności produkcji. Oprócz samych parametrów technicznych pieca, które z reguły nie są zbytnio wygórowane, bierze się pod uwagę: powtarzalność procesu, niezawodność samego urządzenia oraz koszty eksploatacji, w tym zużycie energii oraz koszty części zamiennych. Ważne są również aspekty gwarancyjne i serwisowe. Tutaj trzeba pamiętać, że większość dostawców pieców nie daje gwarancji na elementy zużywające się i eksploatacyjne, do tego zaliczają się najczęściej: grzałki, termopary oraz izolacja. W przemyśle piece do obróbki cieplnej są użytkowane często w trybie ciągłym, muszą być zbudowane z najlepszych materiałów oraz dać najlepszą niezawodność produkcyjną. Najczęściej są używane piece komorowe do procesów obróbki cieplnej i cieplno-chemicznej, w tym wszystkie możliwe kształty komór – od rozmaitych rur i cylindrów do prostopadłościanów o objętości od kilkuset litrów do wielu metrów sześciennych. Często użytkowane są wszelkie piece pracy ciągłej typu rurowego – obrotowego lub taśmowego czy rolkowego, gdzie produkt w sposób ciągły przechodzi przez strefę nagrzewania luzem lub w koszach, by wyjść z drugiej strony i kontynuować kolejne procesy produkcji. Dużą grupą pieców produkcyjnych, stosowanych głównie w odlewniach i hutach, są piece topialne, tyglowe, często nagrzewane metodą indukcyjną, elektrycznie czy gazowo. Niemałą grupą są piece indukcyjne do obróbki cieplnej/hartowania, najczęściej zautomatyzowane z podajnikami CNC i zespolone z liniami produkcji. Cechują się dużymi wydajnościami przy bardzo wysokiej powtarzalności procesu. Podobnie jak w B&R, metody nagrzewania pieców produkcyjnych mogą być różnorakie, oczywiście prym wiedzie nagrzewanie elektryczne lub gazowe, ale w tym przypadku wiele zależy do lokalizacji geopolitycznej, która dyktuje ceny użytkowanego medium.

Widzimy zatem, że możliwości konfiguracji i budowy pieców do obróbki cieplnej są praktycznie nieograniczone. Wiele typów urządzeń i metod ich nagrzewania można łączyć lub stosować zamiennie oraz doposażać w kolejne opcje, nowoczesne sterowania i zrobotyzowania, by sprostały w niezawodnej produkcji. Wszystko to jednak musi się dziać w zgodzie z ekonomią przedsiębiorstwa i dawać odpowiednią stopę zwrotu inwestycji. Dlatego dla przyszłego użytkownika pieca, który nie musi być specjalistą w tej branży, najczęściej optymalnym rozwiązaniem jest współpraca z firmą posiadającą w swojej ofercie szeroką gamę pieców. Poprzez doświadczenie w branży pieców do obróbki cieplnej, pozytywne relacje z wieloma producentami, a także świadczenie usług doradztwa i serwisu taka firma zaoferuje rzetelny przegląd istniejących technologii oraz wstępnie je wyceni, by na końcu inwestor mógł wybrać i zrealizować optymalne dla niego rozwiązanie.

zdjęcia: autor

 

W związku z wejściem w dniu 25 maja 2018 roku nowych przepisów w zakresie ochrony danych osobowych (RODO), chcemy poinformować Cię o kilku ważnych kwestiach dotyczących bezpieczeństwa przetwarzania Twoich danych osobowych. Prosimy abyś zapoznał się z informacją na temat Administratora danych osobowych, celu i zakresu przetwarzania danych oraz poznał swoje uprawnienia. W tym celu przygotowaliśmy dla Ciebie szczegółową informację dotyczącą przetwarzania danych osobowych.
Wszelkie informacje znajdziesz tutaj.
Zachęcamy również do zapoznania się z naszą nową Polityką Prywatności.
W przypadku pytań zapraszamy do kontaktu z naszym Inspektorem Ochrony Danych Osobowych pod adresem iodo@elamed.pl

Zamknij