Messfehler und „Anomalien“ bei der Prozessführung von Atmosphärenöfen

Kurzfassung

Trotz vieler unterschiedlicher Methoden in der Wärmebehand-lung von Stählen wird nach wie vor die Mehrzahl der Bauteile in Atmosphärenöfen behandelt. Anwender bevorzugen diese altbekannte Technologie wegen des einfachen Designs und der vergleichsweise geringen Kosten. Dennoch mag man überrascht sein zu erfahren, dass die Behandlungsergebnisse oft nicht so perfekt sind wie die einfache Mess- und Regeltechnik erwarten ließe. Für die Erfassung und Regelung der Gaszusammensetzung sind heute Sensoren und Messgeräte im Gebrauch, die schon seit Jahren bekannt sind; alle sind jedoch mit Eigenschaften behaftet, die zu falschen Interpretationen ihrer Messwerte führen können. Dieses vermeintliche Fehlverhalten macht es geradezu unabdingbar, etwas mehr darüber zu erfahren, wie man zu genaueren Ergebnissen kommen kann. Dieser Artikel soll dem Anwender von Atmosphärenöfen eine Hilfestellung in der Beurteilung der Messwerte unterschiedlicher Sensortypen und Messgeräte geben. Nach einer Vorstellung der gebräuchlichen Messmittel und -methoden wird die Wirkungsrichtung der systembedingten Fehler in einigen Prozessvarianten aufgezeigt.

Abstract

Of the many methods of heat treatment of steels, the vast majority of parts are still treated using traditional atmospheric furnaces. Buyers and users favour this old-fashion technology for its simple design, technical reliability and cost effectiveness. However, users may be surprised to learn that results may not be as accurate as originally thought, and that is due mainly to inadequate process control and measurement. There are well-known sensors and measuring devices available on the market today for measuring and controlling the atmosphere composition, and all encounter problems or inconsistancies with the measurements when interpreting signals and calculating potentials. Consequently this incomplete analysis gives rise to the need for additional data requirements to obtain more accurate and reliable values. The goal of this article is to give users of atmospheric furnaces a better understanding of the values extracted from different measuring systems. It begins with a presentation of sensors and measuring devices and how they operate, and afterwards identify the shortfalls of a few, that is to say their failure to accurately interpret signals.