Termografia para Siderúrgicas

A importância da tecnologia de vídeo para melhorar os processos de fundição e operações na indústria siderúrgica.

Introdução

A indústria de fundição, possui um dos processos de fabricação mais antigos do mundo. Alguns artefatos baseados em processos de fundição datam de até 3000 AC. Uma fundição geralmente se refere a uma fábrica ou planta, onde vários materiais metálicos como alumínio, ferro e aço são derretidos e derramados em um molde para produzir um objeto sólido. Mais recentemente, novos materiais baseados em plásticos e polímeros, que se aproximam cada vez mais das propriedades metálicas, vêm sendo utilizados nessa indústria.

Mais recentemente, novos materiais baseados em plásticos e polímeros, que se aproximam cada vez mais das propriedades metálicas, vêm sendo utilizados nessa indústria.

Existem muitos tipos de fornos e métodos de fundição, dependendo da aplicação. Os processos de fundição mais comuns incluem fundição, fundição em areia e moldagem por injeção.

No mundo moderno de hoje, quase todos os produtos manufaturados, cerca de 90%, envolvem algum tipo de componente feito por fundição. Dentre as aplicações de uso e indústrias consumidoras do setor, destacam-se as de equipamentos médicos, engenharia mecânica e indústria de automóveis.

Com a evolução constante e ganho da confiança do setor, a tecnologia impacta positivamente cada vez mais na indústria, otimizando processos, reduzindo custos e levando mais segurança aos investimentos e colaboradores do setor.

Por exemplo, são aplicativos de manufatura assistida por computadores, que podem simular processos de fundição ajudando a reduzir o tempo de produção e tornar os processos mais eficientes.

Mais eficiência e segurança

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Desafios e oportunidades da indústria

Como muitas indústrias, o setor de fundição está enfrentando extrema pressão nos custos, impulsionados principalmente pela redução dos preços dos produtos e a concorrência de regiões onde o custo da mão de obra é mais barato.

Os governos fornecem altos níveis de apoio financeiro, isso significa que as indústrias do setor precisam encontrar mais formas inovadoras e imaginativas de cortar custos e aumentar a eficiência. Regulamentações mais rígidas sobre saúde e segurança, cuidados com os funcionários e local de trabalho também estão forçando a indústria a buscar na tecnologia, formas inovadoras de ambientes de trabalho mais limpos e seguros, além de mais eficientes.

As fundições também estão analisando como podem se tornar mais sustentáveis e reduzir sua dependência de combustíveis fósseis. Pressão sobre custos, regulamentações e a necessidade de ser mais sustentável estão fazendo com que as fundições tomem muito mais cuidado no processo operacional, reduzindo o desperdício e maximizando o uso de energia limpa e sustentável. Apesar dessas pressões sobre as fundições (e do impacto de COVID-19, guerra Rússia e Ucrânia), a indústria deverá crescer muito nos próximos cinco a dez anos. E é provável que as inovações tecnológicas sejam a chave para este crescimento. Ajudar as empresas a enfrentar esses desafios são nosso diferencias com muita tecnologia de ponta.

O caminho para esse crescimento é um só, tecnologia aliada à indústria. Nós da Alca, temos como objetivo principal, fornecer soluções e tecnologias para que empresas e indústrias atinjam seus objetivos em segurança e eficiência.

A tecnologia de vídeo para imagem térmica

As câmeras térmicas registram objetos e pessoas mesmo na escuridão total, a distâncias maiores de 100 metros. Elas também são utilizadas com grande sucesso e eficiência para detecção precoce de incêndio, prevenção de intrusão em perímetros com mata ou vegetação, controle de áreas sensíveis, controle de uso de equipamentos e máquinas, proteção ao meio ambiente e monitoramento de motores e caldeiras.

As soluções térmicas podem coletar dados ou ameaças no início de um processo, no total escuro e em ambientes extremos (poeira, fumaça, umidade, calor, extremo frio, etc.) muito antes dos sistemas convencionais identificarem um problema, e de forma automática, alertar setores de controle e gestão.

O que é imagem térmica?

A imagem térmica é uma tecnologia sem contato, que torna visível a radiação térmica (infravermelho médio) de um corpo ou objeto. Em uma imagem térmica, distribuições de temperatura em superfícies e objetos são gravados e exibidos conforme a necessidade de monitoramento do cliente, estipulando em áreas de interesse, limites máximos e ou mínimos de temperatura, podendo gerar intervenção automática através de saídas de relé (outputs), módulos de relés do fabricante da câmera ou até mesmo módulos de terceiros, além de claro, alertar os operadores e gestores da planta da anormalidade detectada.
Se um quadro de energia ou uma caldeira como exemplos devem trabalhar a X temperatura, se esta temperatura variar, temos o alerta em menos de 1 segundo ao operador que identifica o problema, agindo assim com muita rapidez e tomando as ações necessárias para que nenhum problema aconteça.

A matriz do bolômetro (resolução da imagem) é consideravelmente menor em termos do número de pixels do que em câmeras para o espectro visível variar. Ao contrário das câmeras com sensores ópticos de imagem, um sensor térmico da câmera pode detectar diferenças de temperatura extremamente pequenas e exibi-los visualmente com cores. Algumas câmeras térmicas podem monitorar diferenças de temperatura tão baixas quanto 0,1 °C. Os sistemas também funcionam como alarmes automáticos para limites ou faixas de temperatura, sem contarmos os analíticos que podem ser embarcados nesta solução, como detecção de incêndio, pessoas e muito mais, tornando a aplicação muito poderosa e confiável com um % de acerto muito alto, evitando assim inúmeros disparos falsos e interrupções desnecessárias na operação.

Espectro de Cores

Infográfico demonstrativo do espectro de cores visíveis ao olhos e a diferentes modelos de câmeras.

Vídeo monitoramento na fundição

Até recentemente, a tecnologia de vídeo era amplamente ignorada como uma tecnologia que pode melhorar as operações de fundição. Embora o vídeo monitoramento seja comum em funções como fazer sites industriais seguros, o uso de vídeo no próprio processo de produção não é tão aplicado devido sua eficácia, e com isso, várias indústrias deixam de explorar grandes transformações em suas plantas. As empresas que começaram a implantar soluções de vídeo estão colhendo benefícios significativos, especialmente em áreas-chave como redução de custos, melhoria da qualidade e segurança dos colaboradores.

Proteção Perimetral

É provável que a maioria dos locais de fundição e plantas já tenham alguma forma de proteção perimetral baseada em vídeo. Com muitos materiais caros na matéria prima, materiais e equipamentos de alto valor, as plantas industriais como fundições, oferecem uma oportunidade atraente a roubos. Devido ao seu tamanho e complexidade, alguns locais são difíceis e caros de proteger. Muitas vezes a segurança é feita usando sofisticados sistemas de alarme e guardas de segurança 24 horas. A tecnologia de vídeo oferece uma solução mais eficiente, econômica e muitas vezes, é a maneira mais eficiente de fornecer a segurança da empresa 24 horas por dia, 7 dias por semana, seja substituindo ou complementando as soluções existentes.

Controle de Acesso

As empresas industriais mantêm uma abordagem muito discreta às informações e processos e assim os acessos para funcionários e visitantes é estritamente restrito e controlado. Além disso, existem dispositivos especiais de segurança crítica a áreas de trabalho para as quais apenas pessoal autorizado/treinado pode ter acesso. Trata-se tanto da facilidade de acesso e eficiência, quanto sobre segurança. Tecnologia de vídeo integrada com outros sistemas de controle de acesso permitem uma variedade de diferentes soluções de controle de acesso. Estes incluem identificação simples de pessoa ou veículo na entrada, abertura de barreiras automatizadas acionadas por face pré-qualificada e reconhecimento de placas.

Gestão de Funcionários

Intimamente relacionado à segurança dos funcionários e gestão de funcionários, organizações em geral estão aproveitando o vídeo (especialmente já existentes para segurança) para ajudar no treinamento de funcionários e registro preciso de incidentes. As fundições podem usar vídeo para capturar processos de melhores práticas para ajudar a treinar novos colaboradores ou técnicos e até mesmo capturar erros para mostrar como não fazer as coisas. O vídeo também é uma ferramenta útil na captura de incidentes no local de trabalho, além de fornecer evidências para acompanhamento e análise.

Aplicações Especificas

As áreas onde o uso de vídeo é muito menos predominante é o monitoramento dos vários tipos de processo de fundição. Aqui tecnologia de vídeo, especialmente imagens térmicas, podem desempenhar um papel significativo na eficiência do processo, qualidade e produtividade. Um dos fatores chave para garantir a qualidade é a temperatura do ambiente de processamento, material e bolor. Aqui consideramos dois processos comuns de fundição para mostrar como a tecnologia de vídeo pode melhorar as operações.

Fundição e pressão

A fundição sob pressão é um processo de fundição de metal onde o metal fundido é forçado sob alta pressão em uma cavidade do molde. A cavidade do molde é criada usando duas matrizes de aço ferramenta endurecidas que foram usinadas em moldar e trabalhar de forma semelhante a um molde de injeção durante o processo.
É essencial que haja processo consistente e temperaturas de retenção para o material, o molde e item moldado, para evitar qualquer degradação da qualidade e integridade do material durante o processo de fundição.

Moldagem por injeção

A moldagem por injeção é um processo de fabricação para a produção de peças injetando material fundido em um molde. A moldagem por injeção pode ser realizada com uma série de materiais, incluindo metal, vidro, elastômero e, mais comumente, polímeros termoplásticos e termofixos.

Aqui, as faixas de baixa temperatura exigem alta sensibilidade para garantir o processo correto e as temperaturas de retenção. Adesão as faixas de temperatura do processo e períodos de resfriamento correspondentes são as chaves para atender o aumento constante da qualidade e produtividade dos requisitos do material produzido.

Uma vez que a imagem térmica era uma maneira inteligente de ver no escuro. Agora isso evoluiu para uma tecnologia sofisticada, com analíticos, que são usadas para automatizar proteção, aviso e gerenciamento de ativos.

Ao usar assinaturas de calor e ao aplicar intervalos com base no ambiente e na aplicação, o vídeo térmico pode mitigar o superaquecimento, risco de incêndios e identificar mudanças de temperatura.

As características específicas e os benefícios das imagens térmicas são:

Detecção de objetos que “se destacam” em termos de temperatura;
Exibição de diferenças de temperatura de 0,1°C (3,4°F);
Identificar temperaturas superiores ou inferiores a serem definidos e limites para acionar eventos (alarme, mensagem de rede, sistemas associados ativos);
Triagem através de janelas especiais de radiometria térmica ou a imagem completa do sensor;
Faixa de temperatura de -40 a 550°C (-40 a 1022°F);

Benefícios que a tecnologia de vídeo pode trazer para as operações de fundição:

✓ Tornar as operações mais eficientes e produtivas;
✓ Menor consumo de energia;
✓ À prova de falhas sem ponto único de falha;
✓ Escalável e à prova de erros;
✓ Reduz gastos com nova infraestrutura de rede;
✓ Segurança dos funcionários e gestão do local de trabalho;
✓ Reduzir o desperdício para melhorar a sustentabilidade;
✓ Certifique-se de que a qualidade não seja suscetível a altas temperaturas Temperaturas.

Da Alemanha para o Brasil,
Alca e Mobotix, uma parceria de sucesso.

Como o vídeo economiza mais de R$ 5.000.000,00 por ano para a fundição

Uma empresa que está usando a tecnologia de vídeo para aprimorar as operações é uma empresa global de fundição que produz uma ampla gama de produtos para algumas das principais marcas automotivas, de tecnologia e de produtos de consumo do mundo.

Objetivos

Digitalizar o processo de produção e monitorar a integração de vários tipos de sistemas IoT (Internet das Coisas);
Ajustar o processo de fundição analisando o comportamento da temperatura;
- A medição sem contato ajuda a monitorar permanentemente a tolerância de temperatura da fundição permanente no molde de 1%;
- Corresponde à temperatura média do processo de 200°C - 300°C Aproximadamente. 2-3°C;
Aumentar a eficiência monitorando os aumentos de temperatura e diminuição para permitir o ajuste preciso de duração do processo;
Usar a observação histórica do comportamento da temperatura antes, durante e após o processo para informar e ajustar o futuro operações achando assim o melhor desempenho do equipamento na produção;

Requisito de Produção

Fundições de alumínio de alta pressão para peças usadas na indústria automotiva;
Produza cerca de 40 toneladas de material usando quase 100 máquinas localizadas em todo o mundo;

Proposta MOBOTIX

A MOBOTIX foi utilizada pela fundição por sua alta qualidade e tecnologia de imagem térmica confiável. Assim como as câmeras, A MOBOTIX, foi capaz de fornecer um software que integrou se perfeitamente com o sistema ESP. Além disso, não havia outra solução comparável acessível e confiável como a MOBOTIX;

Benefícios

Economia de mais de R$ 5.000.000,00 ano, reduzindo o desperdício de material no processo de fundição;
Aumenta a eficiência operacional e a produtividade;
Fornece uma maneira automatizada e de baixo custo para monitorar e controlar temperatura;
Dados usados para aprimorar e melhorar processos;

A empresa realizou uma análise do desperdício de material de peças fundidas defeituosas devido a mudanças de temperatura não detectadas. Isto descobriu que cada máquina estava produzindo cerca de R$ 18.000,00 em peças defeituosas por mês. Usando a imagem térmica MOBOTIX, a empresa pode identificar flutuações de temperatura e ajustá-los para que os defeitos sejam minimizados. Com um total de 99 máquinas (atualmente 24 máquinas equipadas) cada uma poupando R$ 18.000,00 (mês) este equivaleria a uma economia anual de R$ 5.184.000,00 somente nestas 24 máquinas.

Solução de tecnologia de vídeo

24 câmeras MOTOBIX com sensores térmicos integrados que fornecem dados precisos de temperatura;
As câmeras são integradas com um processamento de fluxo de eventos (ESP Code) aplicativo desenvolvido internamente;

O aplicativo ESP gerencia e processa os fluxos de 'eventos' dados (neste caso, leituras de temperatura contínuas).

Termografia e Mobotix

A MOBOTIX oferece uma solução completa e específica para ambientes de fundição baseado em hardware confiável, de alta qualidade e "fabricado na Alemanha" além de programas de gerenciamento de seus hardwares. As soluções incluem câmeras e sensores de imagem térmica como a radiometria térmica MOBOTIX M16/73, S16/74 e S16/74 e dispositivos PTMount. Estes são suportados por software usados para controlar e monitorar os dispositivos e gerenciar a coleta de dados. Programas aplicativos e APIs específicos do setor garantem que o MOBOTIX tecnologia integra-se perfeitamente com fundição e fabricação especiais sistemas para fornecer soluções altamente personalizáveis e adaptáveis.

Além de sua tecnologia, a MOBOTIX conta com uma rede de especialistas em negócios e parceiros que podem fornecer consultoria especializada no setor. Usando MOBOTIX, sua melhor opção em tecnologia de imagem térmica, além de seu conhecimento da indústria, eles podem desenvolver, implementar e dar suporte a uma variedade de soluções específicas de fundição.