Kako lahko infrardeče ogrevanje oz IR tehnologija učinkovito vpliva na industrijske procese

Z infrardečo ali IR tehnologijo lahko v industriji dosežemo številne prednosti, če jo le pravilno uporabljamo in redno testiramo. V prispevku preverimo, kako lahko infrardeče ogrevanje vpliva na bolj učinkovito proizvodnjo in kdaj.

Pri industrijskih procesih ogrevanja, ki zahtevajo neko vrsto segrevanja, sušenja ali strjevanja, se za izboljšave procesa običajno navaja več razlogov. Tipični predlogi za izboljšave vključujejo:

  1. Poskušamo doseči povečanje produktivnosti s povečanjem hitrosti sistemske linije
  2. Znatno zmanjšanje stroškov energije
  3. Zmanjšanje stroškov vzdrževanja
  4. Zmanjšanje časa izpada
  5. Izboljšanje kakovosti izdelkov (s čimer se zmanjša zavrnitev in predelava)
  6. Zmanjšanje stroškov dela
  7. Zmanjšanje potreb po površini
  8. Predstavitev novega izdelka
  9. Sprememba lastnika ali vodstva podjetja
  10. Želja biti v koraku s konkurenco

Električna in infrardeča (IR) toplotna obdelava sta razburljivi tehnologiji, če se ustrezno izvajata, in lahko nudita nekatere od zgoraj naštetih prednosti. Pa vendar infrardeče ogrevanje ni primerno za vsak proces.

V prispevku preverite, ali je infrardeča tehnologija primerna za vašo industrijo.

Kako in kdaj lahko infrardeča tehnologija pomaga

Povečanje produktivnosti

Če želite povečati produktivnost, je infrardeča tehnologija tista tehnologija, o kateri bi morali razmisliti. Večino časa bo dodajanje infrardečega ogrevanja na že obstoječe plinsko ali električno ogrevane konvekcijske peči z vročim zrakom zagotovilo 30 do 100-odstotno povečanje hitrosti linije in s tem učinkovitosti. Infrardeča toplota se prenaša neposredno na prevleke in podlage izdelkov. Zaradi tega je prenos toplote veliko hitrejši od konvekcijskega segrevanja. Pri infrardeči tehnologiji vam ni treba najprej segreti zraka in ga nato premikati z veliko hitrostjo, da bi nato segreli prevleke in podlage izdelkov.

infrardeča pečica
Primer velike industrijske IR peči (VIR 1)

Skrb za okolje

Danes podjetja vedno pogosteje iščejo in vgrajujejo tehnologije in sisteme procesnega ogrevanja, ki so energetsko učinkoviti ali »zeleni«. Številne države in javna podjetja za to zagotavljajo davčne olajšave, znižane stopnje in subvencije. Če želite zmanjšati obratovalne stroške energije obstoječe plinske ali električno ogrevane toplozračne konvekcijske peči, boste morda lahko prihranili 20 do 50 odstotkov svojih obratovalnih stroškov z infrardečim ogrevanjem. Infrardeči prenos toplote neposredno na prevleke in podlage izdelkov omogoča minimalne toplotne izgube v zraku. Poleg tega ni potrebe po namenskem predgrevanju zraka pred segrevanjem prevlečenega ali neprevlečenega izdelka. Tudi pri postopkih prašnega lakiranja, lahko npr. z infrardečim predgretjem ali pospeševanjem na vhodu v obstoječo konvekcijsko pečico, povečate tudi hitrost zraka v prvi coni pečice. S tem se poveča učinkovitost obstoječega konvekcijskega dela sistema.

Manjši stroški vzdrževanja

Morda je cilj zmanjšanje stroškov vzdrževanja in izpadov. Zlasti električni infrardeči sistemi so enostavnejši za izvedbo kot konvekcijske pečice. Zato je manj možnosti, da se komponente pokvarijo, manj odpravljanja težav, manj preventivnega vzdrževanja in zamenjav delov. Temperature zraka v infrardeči pečici so običajno nižje kot v konvekcijski pečici. To ima za posledico manjšo obrabo strukture in ohišja pečice. Nižje temperature zraka pomenijo tudi krajši čas za vstop in odpravo težave. Infrardeče sisteme je mogoče zgraditi nekoliko modularno. Če in ko grelniki odpovejo ali so poškodovani, jih je mogoče odstraniti in zamenjati z rezervnim, da zmanjšate čas izpada sistema.

V večini infrardečih toplotnih con ali pečic ni potrebe po premikanju zraka. To pomaga zmanjšati ali odpraviti prenos umazanije ali predhodno obdelanih prašnih premazov na novo prevlečene izdelke, ki se obdelujejo. To bo pripomoglo k izboljšanju kakovosti izdelkov in zmanjšanju ponovnega dela.

Nižji stroški dela

Boljša produktivnost lahko povzroči nižje stroške dela. Večina infrardečih sistemov za ogrevanje in sušenje peči ter kombinirani infrardeči/konvekcijski sistemi peči zagotavljajo večjo produktivnost. Omogočajo namreč hitrejše delovanje transportne linije in večjo količino delov na proizvodni liniji.

Infrardeči vmesnik pomaga tudi bistveno skrajšati potrebe po času zadrževanja ogrevane pečice. Ne glede na to, ali je dodan kot okrepitev obstoječi liniji ali kot del novega sistema, bo krajši čas zadrževanja, potreben za infrardeči ali infrardeči/konvekcijski kombinirani sistem, povzročil uporabo manj talne površine, kot bi zahtevala samo konvekcijska pečica. V spletnih aplikacijah, na primer na papirju in filmskih trakovih, lahko sušenje ali utrjevanje površinskih premazov z dodajanjem infrardečega zraka z grelniki zraka proizvajalcu omogoči hitrejše delovanje ali popolno zamenjavo konvekcijske peči s primerljivo rešitev za procesno ogrevanje v veliko manjšem ogljičnem odtisu.

infrardeča tehnologija
VIR 1

Nove zahteve

Ko se podjetja razvijajo, rastejo in želijo uvesti nove izdelke, nove zahteve pogosto premikajo meje zmogljivosti obstoječega sistema industrijskih pečic. Ni nenavadno, da je delovna odprtina pečice ali polmer obrata transporterja premajhna, kar postane omejevalni dejavnik za dodelavo barve ali drug avtomatiziran proizvodni sistem, ki uporablja industrijske peči. V mnogih primerih je te omejitve mogoče odpraviti z dodajanjem infrardečega vmesnika, da se zagotovi več ogrevane višine, dolžine itd. Infrardeča tehnologija lahko omogoči, da se skupna zahteva po zadrževanju ogrevanja zmanjša do te mere, da se lahko konfiguracija več prehodne pečice spremeni v konfiguracijo pečice z ravnim prehodom, tako da lahko obdelujete daljše dele, kot je bilo možno prej. Infrardeča modularnost, prilagodljivost in sposobnost hitrega odzivanja so ključnega pomena za premagovanje proizvodnih izzivov.

Menjave vodstva

Spremembe v vodstvu ali lastništvu lahko spremenijo proizvodno filozofijo podjetja. Recimo, da je vaše podjetje v preteklosti že izdelovalo izdelke za skladiščenje in distribucijo, zdaj pa raje vse naredi naenkrat – izdela, zapakira in pošlje. Ali pa so bili morda vsi vaši izdelki izdelani v enem glavnem sistemu, zdaj pa bodo proizvedeni v manjših, bolj specifičnih proizvodnih sistemih.

Uporaba infrardečega vmesnika za zagotavljanje prihranka časa in veliko manjšega ogljičnega odtisa lahko pomaga vašemu podjetju pri razvoju, tako da bo zadovoljilo te potrebe.

Implementacija infrardeče tehnologije

Metode izvajanja električnega in plinskega infrardečega zraka lahko vključujejo:

  1. Infrardeče ogrevanje kot spodbudo za hitro dvigovanje temperature premazanega izdelka pred ali v prvi coni obstoječe toplozračne konvekcijske peči
  2. Dovolj segreto infrardečo pečico, da lahko postopek toplote/sušenja/strjevanja izkoristi prevodnost substrata izdelka
  3. Uvedbo nenamensko ogrevanega, recirkulacijskega gibanja zraka za pomoč pri sušenju in strjevanju v vdolbinah
  4. Uvedbo prave konvekcije (namensko ogrevanje zraka) za pomoč pri zaključku sušenja in strjevanja premazov na izdelkih, bodisi v naslednji coni bodisi v coni infrardeče pečice
  5. Vrtenje izdelka skozi ogrevano cono pečice
  6. Več območij za nadzor temperature navpično, vodoravno in v smeri premikanja transporterja ali stroja, po potrebi za učinkovito ravnanje z različnimi mešanicami delov

Ustrezna uporaba takšnih tehnik načrtovanja infrardeče pečice bo vašemu podjetju omogočila izpolnjevanje procesnih zahtev na stroškovno učinkovit, energetsko učinkovit in zmanjšan odtis, kar bo povzročilo uspešno namestitev opreme.

Redno testiranje

Pomembno je omeniti, da če razmišljate o uporabi infrardečega ogrevanja, je običajno potrebno testiranje. Zelo priporočljivo je, da se testiranje opravi na konkreten način, da se ugotovi, ali je infrardeča toplota dobra, in če je tako, čas, ki je potreben za pravilno opravljanje dela. Obe merili sta potrebni, da se ugotovi, ali bo infrardeči procesni sistem ogrevanja uspešna rešitev. Obstaja veliko spremenljivk v smislu dimenzij izdelka, načina, kako bodo izdelki postavljeni v pečici, katere vrste premazov se uporabljajo in njihove specifične specifikacije sušenja/strjevanja itd.

Hkrati obstaja veliko različnih vrst električnih in plinskih infrardečih panelov, med katerimi lahko izbirate. Prednosti in slabosti grelnika vključujejo: zahtevano vhodno energijo in količino porabljene energije, odzivni čas, potreben za vklop, izklop in spreminjanje temperature, dolgo življenjsko dobo, potrebe po vzdrževanju, enostavnost uporabe in kapitalske stroške.

infrardeč tunel
VIR 1

Testi izvedljivosti

Preizkušanje izvedljivosti je ključnega pomena za določitev, ali bo infrardeča frekvenca delovala dobro ali sploh, za kateri koli proces. Priporočljivo je, da se testi izvajajo v skladu s (ali čim bolj realistično) konfiguracijo izdelka/grelnika za vaš proces ali grelnika, ki ga nameravate kupiti. V nasprotnem primeru lahko dobite vrsto rezultatov, od katerih bodo nekateri dobri, drugi pa malo manj.

Izvajanje testov izvedljivosti bo tudi pomagalo ugotoviti, kdaj infrardeči vmesnik ni dobra izbira za vaš proces.

Na primer, infrardeča tehnologija morda ni dobra izbira, če ne prihranite časa postopka. (Če primerjamo infrardeče in konvekcijske tehnologije, je lahko cena infrardeče enote precej dražja od konvekcijske peči enake velikosti.) To se lahko zgodi, ko je težaven tridimenzionalni del, ko so težki trije -dimenzionalni regalni scenarij ali ko se deli z različnimi debelinami kovin ali vrstami kovin obdelujejo istočasno. To se lahko zgodi tudi, če podlaga ali prevleka ne absorbirata dobro infrardeče energije (na primer, če sta sijoča, sijajna ali odsevna) ali hitreje kot konvekcija.

Sklep

Na podlagi dosedanje uporabe infrardečega vmesnika tako pri izboljšavah procesov kot pri novih zahtevah je dobra praksa najti izkušeno podjetje, ki proizvaja infrardeče in toplozračne konvekcijske peči in sisteme in katerega glavni interes je iskanje in priporočanje najboljših rešitev za izboljšave vaših procesov in nove projekte, ne glede na to, kako majhni ali veliki so.

VIR (1) Infrared Heating Technologies