10 czynników, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze systemu grzania indukcyjnego

Wprowadzenie do nagrzewania indukcyjnego

Nagrzewanie indukcyjne oferuje wiele korzyści dla procesów produkcyjnych, ponieważ jest to szybka, energooszczędna i bezpłomieniowa metoda grzania materiałów przewodzących prąd elektryczny. Typowy system składa się z zasilacza indukcyjnego, głowicy roboczej z miedzianą cewką i chillera lub systemu chłodzenia. Prąd przepływa przez cewkę tworząc zmienne pole elektromagnetyczne. Kiedy część przewodząca jest umieszczona wewnątrz cewki, wewnątrz niej produkowane są prądy wirowe. Przepływ prądów wirowych w połączeniu z właściwościami oporowymi części przewodzącej generuje ciepło wewnątrz niej.

Kluczowe czynniki przy wyborze systemu nagrzewania indukcyjnego

Bardzo ważne jest, aby wybrać odpowiedni system dla danego zastosowania i jego wymagań. System o zbyt dużej mocy może oznaczać, że wydasz więcej niż potrzebujesz, natomiast system o zbyt małej mocy może wydłużyć proces grzania i spowolnić produkcję. Przedstawiamy Państwu 10 czynników, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze systemu nagrzewania indukcyjnego.

1. Materiał części roboczej

Indukcja bezpośrednio nagrzewa materiały przewodzące, takie jak metale. Materiały nieprzewodzące są czasami ogrzewane za pomocą susceptora przewodzącego. Ze względu na histerezę, materiały magnetyczne nagrzewają się łatwiej niż materiały niemagnetyczne. W konsekwencji, materiały niemagnetyczne często wymagają większej mocy. Metale o wysokiej rezystywności, takie jak stal, nagrzewają się szybko, podczas gdy metale o niskiej rezystywności, takie jak miedź czy aluminium, wymagają więcej czasu na nagrzanie.

2. Głębokość penetracji cieplnej

Prąd indukowany będzie najbardziej intensywny na powierzchni części. W rzeczywistości, ponad 80% ciepła wytwarzanego w części jest wytwarzane naskórkowo. W związku z tym, większe części i części, które potrzebują nagrzewania przelotowego wymagają więcej czasu na ogrzanie niż te, które są cienkie lub małe.

3. Częstotliwość pracy

Systemy o niższej częstotliwości i wyższej mocy są odpowiednie do nagrzewania większych elementów, które wymagają nagrzewania przelotowego. Systemy o niższej mocy i wyższej częstotliwości są często właściwym wyborem do nagrzewania powierzchni. Ogólną zasadą jest, że im wyższa częstotliwość, tym płytsze nagrzewanie części.

4. Zastosowana moc

Moc wyjściowa zasilacza do grzania indukcyjnego określa względną prędkość, z jaką ogrzewana jest część. Należy wziąć pod uwagę masę części, wzrost temperatury oraz straty ciepła na skutek konwekcji i przewodzenia. Często producent sprzętu indukcyjnego może pomóc w dokonaniu tej oceny.

5. Wzrost wymaganej temperatury

Indukcja może generować znaczące zmiany temperatury, ale ogólnie rzecz biorąc, aby się do nich dostosować, potrzebna jest większa moc, co będzie miało wpływ na wybór zasilacza. Szybkość zmian tych temperatur również może mieć wpływ na wybór takiego zasilacza. Im szybsze tempo zmian, tym większe zapotrzebowanie na moc.

6. Projekt cewki

Cewka, która jest zazwyczaj chłodzona wodą i wykonana z miedzi, musi być dostosowana do kształtu części i uwzględniać zmienne procesu. Optymalna konstrukcja cewki dostarczy właściwe proporcje ciepła do części w efektywny sposób. Źle zaprojektowana cewka będzie nagrzewać część wolniej i mniej efektywnie. Elastyczne cewki są obecnie dostępne i dobrze sprawdzają się w przypadku dużych i unikalnych geometrycznie części.

7. Wydajność sprzężenia

Sprzężenie części z cewką zwiększa przepływ prądu, co jednocześnie zwiększa ilość ciepła generowanego w części. Sprzężenie umożliwia szybsze i bardziej efektywne nagrzewanie, co może zwiększyć wydajność produkcji. Słabe sprzężenie ma odwrotny efekt.

8. Obiekt i stanowisko pracy

Stanowisko grzania indukcyjnego wymaga chłodzenia za pomocą agregatu chłodniczego lub systemu chłodzenia. Systemy o niższej mocy wymagają zazwyczaj kompaktowego wymiennika ciepła typu woda-powietrze, natomiast system o wyższej mocy może wymagać większego wymiennika ciepła typu woda-woda lub chillera. Dodatkowo potrzebne jest miejsce na zasilacz do ogrzewania indukcyjnego i głowicę roboczą. Ogólnie rzecz biorąc, system indukcyjny pozwoli zaoszczędzić sporo miejsca w porównaniu z piecem, zwłaszcza jeśli weźmie się pod uwagę, że głowica robocza może być umieszczona w znacznej odległości od zasilacza. Oczywiście, należy również upewnić się, że obiekt może obsłużyć ilość energii, jakiej wymaga system.

9. Dodatkowe wymagania procesu grzania indukcyjnego

Czy trzeba będzie mierzyć i przechowywać dane dotyczące nagrzewania? Niektórzy dostawcy rozwiązań indukcyjnych mogą zaoferować pełny system, który obejmuje pirometr optyczny i oprogramowanie do monitorowania temperatury, dzięki czemu takie dane mogą być rejestrowane i przechowywane. Kompleksowe rozwiązanie może doprowadzić do bezproblemowej instalacji i uruchomienia.

10. Doświadczenie przemysłowe

Wielu producentów urządzeń indukcyjnych posiada doświadczenie w określonych zastosowaniach, a jeśli pracowali oni z Państwa aplikacją, zapewni to spokój ducha. Ponadto niektórzy dostawcy oferują testy laboratoryjne i zalecenia dotyczące systemu dostosowane do potrzeb klienta w oparciu o jego wymagania dotyczące ogrzewania. Tego typu usługi pozwalają uniknąć zgadywania przy wyborze systemu i pomagają uwzględnić wyżej wymienione czynniki.

Podsumowanie

Podsumowując, grzanie indukcyjne posiada wiele zalet w porównaniu z innymi popularnymi metodami nagrzewania. Zakup odpowiedniego systemu dla potrzeb danego zastosowania i zapewnienie, że spełni on wszelkie potrzeby, jakie mogą pojawić się w przyszłości, pomoże Twojej firmie w pełni skorzystać z jego zalet.

DACPOL SERVICE zajmuje się kompleksową obsługą m.in. aplikacji opartych o grzanie indukcyjne. Jesteśmy w stanie dobrać dla Państwa rozwiązanie zgodne z zastosowaniem i wymaganiami aplikacji. Więcej informacji TUTAJ