کوره‌های دمابالا: طراحی، استانداردها و کاربردهای پیشرفته صنعتی

کوره‌های مقاومتی با عبور جریان الکتریکی از یک عنصر مقاوم (معمولاً سیم یا میله) تولید حرارت می‌کنند که این حرارت سپس به ماده کار منتقل می‌شود. در حالی که کوره‌های القایی از یک میدان الکترومغناطیسی متناوب برای ایجاد جریان‌های گردابی در خود ماده کار استفاده می‌کنند که منجر به گرم شدن مستقیم ماده می‌شود. کوره‌های القایی معمولاً بازده انرژی بالاتر، گرمایش سریع‌تر و کنترل بهتری روی عمق نفوذ حرارت دارند، اما هزینه سرمایه‌گذاری اولیه بالاتری نیز دارند.

عوامل متعددی در انتخاب مواد دیرگداز مؤثرند که مهمترین آنها عبارتند از: حداکثر دمای کاری، نوع اتمسفر کوره (اکسیدی، کاهشی، خلأ)، مقاومت در برابر شوک حرارتی، مقاومت شیمیایی در برابر مواد در حال پردازش، مقاومت مکانیکی در دمای بالا، هدایت حرارتی مورد نیاز و ملاحظات اقتصادی. همچنین چرخه‌های کاری (مداوم یا متناوب) و وجود سرباره‌های خورنده نیز در انتخاب مواد تأثیر دارند.

کوره‌های خلأ برای کاربردهایی استفاده می‌شوند که نیاز به جلوگیری از اکسیداسیون، حذف ناخالصی‌های گازی از مواد، کنترل دقیق ترکیب شیمیایی سطح یا انجام واکنش‌های شیمیایی خاص در غیاب هوا وجود دارد. در صنعت هوافضا برای عملیات حرارتی سوپرآلیاژها، در صنعت الکترونیک برای روکش‌دهی و در متالورژی پودر برای سینترینگ مواد پیشرفته، کوره خلأ ضروری است. محیط خلأ همچنین امکان دستیابی به دمای بالاتر با همان توان ورودی را فراهم می‌کند زیرا تلفات حرارتی همرفتی حذف می‌شود.

بازه کالیبراسیون دمایی کوره‌های دمابالا بستگی به نوع کاربرد، الزامات کیفیتی و استانداردهای صنعتی دارد. به طور کلی برای کاربردهای معمولی صنعتی، کالیبراسیون سالانه توصیه می‌شود. برای کاربردهای حساس مانند صنعت هوافضا، داروسازی یا تولید مواد با درجه خلوص بالا، ممکن است بازه کالیبراسیون به هر 6 ماه یا حتی کمتر کاهش یابد. همچنین پس از تعمیرات اساسی، جابجایی کوره یا تغییرات مهم در فرآیند نیز کالیبراسیون مجدد لازم است. خدمات کالیبراسیون دمایی تخصصی توسط ثامن لب با قابلیت ردیابی استانداردهای ملی و بین‌المللی انجام می‌شود.

مهم‌ترین استانداردهای ایمنی شامل NFPA 86 (استاندارد برای کوره‌ها و آون‌ها)، استانداردهای OSHA (بخش 1910.262 برای منسوجات و بخش‌های مرتبط دیگر)، IEC 61010 (الزامات ایمنی برای تجهیزات الکتریکی کنترل و اندازه‌گیری)، دستورالعمل‌های CE (برای بازار اروپا) و استانداردهای UL (برای بازار آمریکای شمالی) می‌باشند. همچنین استانداردهای خاص صنایع مانند استانداردهای هوافضایی (AMS، MIL-STD) و استانداردهای هسته‌ای (ASME NQA-1) نیز در صورت لزوم باید رعایت شوند.

در انتخاب سیستم کنترل برای کوره دمابالا باید به دقت کنترل دما (معمولاً ±1°C یا بهتر برای کاربردهای حساس)، تعداد مناطق کنترل مستقل، قابلیت برنامه‌ریزی پروفیل‌های دمایی پیچیده، قابلیت کنترل سایر پارامترها (فشار، اتمسفر، نرخ گرمایش/سرمایش)، رابط کاربری، قابلیت ذخیره‌سازی و گزارش‌گیری داده‌ها، قابلیت اتصال به سیستم‌های سطح بالاتر (اتوماسیون، MES) و سیستم‌های ایمنی یکپارچه توجه کرد. همچنین نوع سنسورهای دما (ترموکوپل Type S، R یا B برای دمای بالا)، موقعیت نصب سنسورها و سیستم‌های کنترل اضافی (Overtemperature) نیز از اهمیت بالایی برخوردارند.