Prozess-Temperatur-Kontrollringe PTCR Teil 2/6 – Anwendung. Haltezeit. Atmosphäre.

In diesem - und nachfolgenden - Newsletter möchten wir Ihnen nützliche Hinweise und Anwendungsempfehlungen für die Verwendung von PTCR geben.

Teil 1 unseres PTCR-Newsletters nicht gelesen? Hier lesen Sie alles zu Ringtypen, Auswahl und Vorteile.

5. Wie verwende ich Prozess-Temperatur-Kontrollringe PTCR?

Die PTCR werden an beliebigen Stellen im Ofen platziert, dort wo die Wärmecharakteristik erfasst werden soll. Eine Vermessung der Durchmesser der einzelnen PTCR vor dem Einsatz ist nicht notwendig, da kleine Abweichungen statistisch abgesichert sind und in der anschließenden Korrelation mit einer Referenztemperatur berücksichtigt werden.

Nach exakter Platzierung an der gewünschten Position im Ofen folgt nun der Brennvorgang.

Nach abgeschlossenem Brennvorgang wird der Durchmesser der PTCR vermessen. Hierbei ist darauf zu achten, dass die einzelnen Ringe einer Position innerhalb des Ofenraums zugeordnet werden können. Jeder PTCR braucht nur ein Mal vermessen zu werden, wobei das originale PTCR Mikrometer eine benutzerunabhängige, verlässliche und korrekte Bestimmung des Durchmessers erlaubt. Um eine bestmögliche Reproduzierbarkeit zu gewährleisten, sollten die Ringe stets an einer fest definierten Stelle vermessen werden, z.B. an den mittleren Zahlen der Chargennummer. (siehe Abbildung oben)

Jeder Lieferung PTCR liegt eine chargenspezifische Tabelle bei, die eine Korrelation des Durchmessers mit einer Referenztemperatur (RT) erlaubt. Der für die RT bestimmte Wert steht für die aufsummierte Wärmemenge, die während des gesamten Zyklus in den Ring und damit in Ihr Produkt eingetragen wird.

Bei der ersten Anwendung von PTCR sind einige Probeläufe notwendig bei denen die erzielten Referenztemperaturen den jeweiligen Produktqualitäten zugeordnet werden. Somit wird zu einem optimierten Prozesslauf eine eindeutig korrelierte Referenztemperatur erhalten. Stimmt die ermittelte RT bei zukünftigen Ofengängen überein, so sind auch die Bedingungen innerhalb des Ofens gleich. Auf diese Weise kann ein konstanter Wärmeeintrag gesichert werden.

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6. Welchen Einfluss hat die Haltezeit auf die Schwindung?

Die Schwindung eines PTCR wird fortschreiten solange dieser Wärme ausgesetzt ist, was bei konstanter Solltemperatur einen mit fortlaufender Haltezeit steigenden RT-Wert verursacht. Es ist hervorzuheben, dass die RT-Werte nicht die absolute Temperatur wiedergeben, da letztendlich der Wärmeeintrag gemessen wird. Dennoch können Temperaturunterschiede innerhalb des Ofens oder zwischen zwei Ofengängen erfasst werden. Die optimalen Referenzwerte erhalten Sie mit PTCR bei einer Aufheizrate von 120°C/h und einer Haltezeit von 60 Minuten. Selbstverständlich können die Ringe auch bei längeren Bränden (max. 10 Stunden Haltezeit) verwendet werden. Für längere Haltezeiten steht eine entsprechende Korrekturkurve zur Verfügung.

7. Kann ich PTCR unter jeder Atmosphäre einsetzen?

Ursprünglich wurden die PTCR entwickelt um Wärmebehandlungen in Standardatmosphäre (Luft) zu dokumentieren. Grundsätzlich spricht nichts gegen den Einsatz der PTCR unter anderen Atmosphären, wobei allerdings einige Aspekte berücksichtigt werden müssen.

Generell wird bei Verwendung unter Vakuum oder reduzierenden Gasen, wie bspw. N2/H2-Mischungen empfohlen, die PTCR vorzubrennen, um die organischen Binder zu entfernen. Andernfalls können organische Komponenten während des Prozesses nicht zu CO₂ oxidieren und verbleiben als Kohlenstoff in den Ringen. Dies beeinflusst die Schwindung und führt zu einer geringeren Referenztemperatur. Unter Vakuum kann der Kohlenstoffablagerungen an den Ofenwänden bilden. Zudem führt die Einschränkung der Wärmeübertragung über Konvektion und Wärmeleitung wiederum zu einem geringeren RT-Wert.

Möchten Sie PTCR selbst vorbrennen? Bei Bedarf stellen wir Ihnen ringspezifische Vorbrennempfehlungen zur Verfügung. Wir empfehlen zur genaueren Analyse Ihrer Prozesse und entsprechender Empfehlung Kontakt zu uns aufzunehmen!

In der nächsten Ausgabe Teil 3/6 lesen Sie u.a.:

• Welche Einsatzbereiche gibt es für PTCR?
• Wie verwende ich die Referenztemperaturtabelle?