Kwalifikacja: CES.01 - Eksploatacja maszyn i urządzeń przemysłu ceramicznego
Zawód: Technik ceramik
Parametrem procesu wypalania kontrolowanym w piecach ceramicznych przy użyciu termopary jest
Odpowiedzi
Informacja zwrotna
Termopara to jedno z najczęściej wykorzystywanych narzędzi do pomiaru temperatury w procesach przemysłowych, także w ceramice. W piecach ceramicznych temperatura jest absolutnie kluczowym parametrem – to właśnie ona decyduje o przebiegu wypalania, właściwościach końcowych wyrobu (jak twardość, porowatość, czy wytrzymałość) i ostatecznym wyglądzie ceramiki. Moim zdaniem trudno przecenić rolę termopary w tym kontekście – bez niej właściwie niemożliwe byłoby powtarzalne i bezpieczne sterowanie procesem. W praktyce większość współczesnych pieców elektrycznych albo gazowych ma elektronikę podpiętą właśnie pod termoparę, by automatycznie regulować cykl grzania zgodnie z ustalonym programem. Często można spotkać się z wyrażeniem „krzywa wypalania” – to taki rozpisany w czasie plan osiągania i utrzymywania określonych temperatur, zgodnie z wymaganiami materiału. Termopara zasila sterownik danymi, a sterownik reaguje na odchylenia. To duże ułatwienie i bezpieczeństwo produkcji. W branżowych normach, np. ISO 13006 dla płytek ceramicznych, zaznacza się, jak ważna jest precyzyjna kontrola temperatury podczas wypalania. Warto też pamiętać, że inne parametry – jak ciśnienie czy przepływ spalin – też są istotne, ale nie są bezpośrednio kontrolowane przez termoparę. W sumie, praktyczne zastosowania termopar w ceramice potwierdzają, że bez rzetelnego pomiaru temperatury nie byłoby mowy o jakościowym i powtarzalnym produkcie.
Z mojego doświadczenia wynika, że często mylone są funkcje różnych czujników i aparatury kontrolno-pomiarowej w piecach przemysłowych. W tej sytuacji, łatwo pomylić, co dokładnie mierzy termopara i do czego służy. Ciśnienie w komorze pieca, choć czasem bywa monitorowane w specjalistycznych systemach, kontroluje się raczej przy bardzo specyficznych procesach technologicznych (np. w piecach próżniowych), ale nie za pomocą termopary – ona po prostu nie jest do tego przystosowana. Wilgotność wypalanego wsadu oczywiście wpływa na jakość końcowego produktu, bo zbyt duża zawartość wody może prowadzić do pęknięć lub eksplozji wyrobu, ale jej pomiar wykonywany jest raczej przed wypałem, przy przygotowaniu wsadu, a nie w trakcie poprzez termoparę. Prędkość przepływu spalin jest istotna zwłaszcza w piecach tunelowych albo ciągłych, gdzie chce się zapewnić równomierny rozkład temperatury i sprawność procesu, ale do jej kontroli używa się czujników przepływu, czasami anemometrów, a nie termopar. Typowym błędem jest założenie, że czujnik zamontowany w komorze pieca mierzy „wszystko”, podczas gdy tak naprawdę każdy parametr wymaga wyspecjalizowanego czujnika. Termopara, z racji swojej budowy – dwa różne metale połączone w jednym punkcie – służy do pomiaru różnicy temperatur i tylko tyle. Z punktu widzenia praktyki produkcji ceramicznej, właśnie temperatura jest parametrem najbardziej krytycznym, a jej precyzyjne monitorowanie i regulacja na podstawie odczytu z termopary to jedna z podstawowych i najlepiej sprawdzonych metod kontroli jakości. Warto zapamiętać, że rozwój automatyzacji pieców ceramicznych opiera się na współpracy kilku czujników, ale każdy z nich ma ściśle określone zadanie.