Indústria

Instrumentação e medição para siderurgia e metalurgia

Instrumentação de medição de alta temperatura, vazão e inspeção para fornos e linhas de laminação e acabamento.

O que este setor precisa medir

Uma usina siderúrgica é organizada em torno de temperatura e movimento. O metal é derretido, vazado, laminado e acabado, e em cada etapa as medições que mais importam são quanto ele está quente e quanto dele está passando. Quase todo o resto da instrumentação decorre dessas duas, e o ambiente que criam - calor radiante, carepa, pó, água e vibração intensa - é o que torna a especificação para uma usina siderúrgica diferente da especificação para a metalmecânica em geral.

O segundo traço distintivo é que o produto também é inspecionado, e não apenas medido. Verificação dimensional, verificação de dureza, medição de espessura de revestimento e ensaios não destrutivos em soldas e peças fundidas são rotina no fim do processo, e sua compra se faz em função de normas nomeadas, e não de preferência. Um laminador que mede temperatura muito bem e não consegue demonstrar a bitola da tira resolveu apenas metade do seu problema.

O acesso para manutenção define o resto. Instrumentos na casa de fusão e na mesa de saída ficam expostos a condições que destruiriam uma instalação padrão, e a possibilidade de trocar um sensor sem uma parada longa vale o custo. É por isso que transmissores de montagem remota, medição de temperatura sem contato e componentes de desgaste substituíveis aparecem com tanta consistência neste setor: a instalação é projetada para que o instrumento possa ser mantido enquanto a planta continua rodando.

Onde os instrumentos se encaixam

Produção de ferro e de aço

Alto-forno, conversores a oxigênio e fornos elétricos a arco. Temperatura, análise de gases, vazão e pressão são medidas em um ambiente de calor radiante, pó e manuseio de metal líquido, e os instrumentos frequentemente são montados remotamente por proteção.

Fundição

Fundição contínua e em lingote. Temperatura do metal e do molde, vazão de água de resfriamento secundário e nível na panela de repartição e no molde são as tarefas recorrentes, e a velocidade de fundição as acopla.

Laminação e conformação

Laminação a quente e a frio e as linhas de conformação que vêm depois. Temperatura, bitola, velocidade e tensão dominam, e a medição da própria tira normalmente é sem contato.

Acabamento, ensaios e expedição

Decapagem, revestimento, refilagem, corte e inspeção. Verificação dimensional, espessura de revestimento, dureza e ensaios não destrutivos acontecem aqui, e os registros que produzem acompanham o produto.

Instrumentação usada neste setor

MediçãoO que é medido neste setorInstrumentos comumente especificados
Temperatura Metal líquido, atmosfera do forno, material em laminação, água de resfriamento e a superfície acabadaMedição por infravermelho e pirômetro sem contato para as tarefas quentes e em movimento, termopares para serviço em forno e gás, e RTD onde se quer uma leitura estável de água ou de processo
Vazão Água de resfriamento, resfriamento secundário, sistemas hidráulicos, gases e vaporMedidores eletromagnéticos e por ultrassom para os circuitos de água, instalações por vórtice ou por pressão diferencial para gases e vapor, e medidores escolhidos pela confiabilidade onde uma falha de resfriamento tem consequências
Pressão Pressão de forno e de gases, sistemas hidráulicos e pneumáticos e diferencial nos filtrosTransmissores montados remotamente em linhas de impulso para manter a eletrônica fora do calor, com as linhas dispostas de modo que não entupam nem congelem
Nível Nível no forno e na panela, tratamento de água, poços de acumulação e reservatórios hidráulicosMedição sem contato onde o meio é fundido ou muito quente, transmissores hidrostáticos onde o vaso é simples, e chaves para proteção contra nível alto
Análise de gases Atmosfera do forno, controle de combustão e monitoramento de segurança para monóxido de carbono e gás combustívelAnalisadores de processo e detectores fixos instalados onde a amostra é representativa e o analisador pode ser mantido, com condicionamento de amostra compatível com o pó e a temperatura
Medição dimensional e ensaio de materiais Bitola e perfil da tira, espessura de revestimento, dureza e integridade da soldaMedição de bitola sem contato na linha, e equipamentos de ensaio de dureza, de espessura de revestimento e de ensaios não destrutivos na ponta de acabamento e expedição

A montagem remota e as peças de desgaste substituíveis são frequentemente a diferença entre uma instalação que sobrevive à casa de fusão e outra que precisa ser refeita em toda parada.

Como especificar uma usina siderúrgica

  1. A temperatura ambiente no ponto de instalação, e não a temperatura do processo, porque o invólucro da eletrônica costuma falhar primeiro, e a montagem remota em uma linha de impulso resolve mais desses problemas do que um invólucro com classificação mais alta.
  2. Medição sem contato onde o produto está quente ou em movimento. A medição por infravermelho e por pirômetro evita o contato com a tira ou o tarugo, e a emissividade da superfície, junto com a carepa ou a água sobre ela, pertence ao requisito.
  3. Circuitos de água de resfriamento como sistemas de proteção. Uma medição de vazão ou temperatura ali protege equipamentos que valem muito mais do que o instrumento, então a confiabilidade e uma indicação clara de falha importam mais do que a precisão.
  4. Carepa, pó e água sobre a superfície medida, já que alteram tanto as leituras ópticas quanto as de contato e são condição normal em um laminador, e não exceção.
  5. Se a medição é para controle ou para o registro de qualidade, porque as medições de aceitação trazem requisitos de calibração e de documentação que as leituras de controle não trazem.
  6. A obrigação de inspeção sobre o produto acabado, incluindo a norma que os ensaios dimensionais e de materiais têm de atender e a forma do registro que acompanha o produto.
  7. Acesso para manutenção, porque um sensor que exige uma parada longa para ser trocado não será trocado no cronograma, e a medição vai derivar ou falhar sem que ninguém perceba entre as paradas.
  8. Vibração e impacto no ponto de medição, o que decide entre uma instalação permanente e um instrumento portátil e influencia como o sensor é montado.

Normas e aprovações que podem se aplicar

  • Normas de material e de produto aplicadas ao aço acabado, que regem os requisitos de inspeção e ensaio, e não os instrumentos em si.
  • Normas de aceitação para ensaios não destrutivos em soldas, peças fundidas e componentes em serviço, onde a norma nomeia o método e o nível de aceitação.
  • Obrigações de monitoramento de gases e emissões para fornos e instalações de combustão, onde um valor medido é reportado a uma autoridade.
  • Normas de máquinas e elétricas aplicadas pela planta a equipamentos rotativos pesados e de alta tensão.
  • Descrevemos o que uma instalação pode ter de atender. Não afirmamos que uma aprovação seja detida por um produto, salvo quando o certificado nos foi fornecido; quando não foi, a página do produto diz isso.

Aplicações neste setor

Perguntas frequentes

Perguntas de aquisição sobre Siderurgia e metalurgia

As perguntas que surgem neste setor antes de um pedido. Se a sua não estiver aqui, envie-a com a descrição da função e responderemos junto com o orçamento.

Como se mede a temperatura do metal líquido?

Normalmente por meios sem contato, porque nada pode ser colocado no metal repetidamente sem ser consumido. A medição por infravermelho e por pirômetro atende às tarefas quentes e em movimento, enquanto a medição por imersão é usada onde a exatidão justifica o consumível. Em um método sem contato a condição da superfície importa: emissividade, escória na superfície e presença de fumos afetam a leitura, e essas condições pertencem à consulta.

O que faz uma leitura de temperatura sair errada em tira quente?

Quase sempre é a superfície, e não o instrumento. A emissividade muda com a liga, a oxidação e a rugosidade, carepa e água sobre a superfície mudam o que o sensor vê, e uma leitura feita através de vapor ou fumo está medindo o vapor. É por isso que a posição de montagem é escolhida para ter uma linha de visão desobstruída e por que o material e a condição da superfície fazem parte da especificação, e não de um detalhe posterior.

Por que a vazão de água de resfriamento é tratada como medição de proteção?

Porque os circuitos que ela atende protegem equipamentos cujo valor é ordens de grandeza maior que o do instrumento. Uma medição de vazão em um circuito de resfriamento de forno ou de trem de laminação existe para detectar a perda de resfriamento antes que o dano ocorra, o que coloca a ênfase na confiabilidade e em um sinal claro de falha, e não na exatidão. Uma medição que falha sem indicar que falhou é pior do que nenhuma medição.

Que equipamentos de ensaio uma usina siderúrgica precisa ter?

Isso decorre da norma do produto, e não de uma lista geral. Medição dimensional e de bitola, espessura de revestimento, ensaio de dureza e inspeção não destrutiva de soldas e peças fundidas são os requisitos recorrentes, e cada um é adquirido em função do método que a norma nomeia. Envie a norma do produto e o nível de aceitação, e o equipamento decorre disso, e não de um catálogo.

Como um transmissor de pressão deve ser instalado perto de um forno?

Remotamente, com uma linha de impulso conduzindo a pressão até um instrumento montado onde a temperatura ambiente seja suportável. Isso resolve o problema do calor e torna o transmissor manutenível sem entrar na área quente, mas introduz requisitos próprios: a linha precisa estar disposta para não entupir com condensado ou carepa e para não congelar. A classificação do transmissor passa a importar muito menos do que a instalação.

O que uma consulta de usina siderúrgica deve incluir?

A etapa do processo e a medição, o meio e sua temperatura, as condições ambientes onde o instrumento será instalado, se a leitura é para controle ou para um registro de qualidade, a norma de material ou de conexão que a planta usa e qualquer norma de inspeção que o produto tenha de atender. Neste setor as condições ambientes importam tanto quanto as de processo, e são o detalhe mais vezes deixado de fora.

Produtos publicados

Instrumentos disponíveis para este setor

Um paquímetro digital de aço inoxidável com os mordentes abertos, um grande display de cristal líquido mostrando uma leitura em milímetros, e uma roda de ajuste e teclas de função no cursor

Paquímetros digitais

Paquímetro digital vernier

Paquímetro digital com display de 0,01 mm, faixas de 150 a 300 mm, troca de métrico e polegada, zero em qualquer ponto e versão a prova de água IP54.

Faixa
De 0 a 150 mm, de 0 a 200 mm e de 0 a 300 mm
Resolução
0,01 mm, mostrado diretamente
Exatidão
Declarada como ±0,03 mm
Display
Cristal líquido com retroiluminação por LED; 1,5 polegada na versão clássica e 2,2 polegada na versão de tela grande
Dois relógios comparadores mecânicos lado a lado sobre uma superfície lisa, o menor com escala amarela e haste de medição curta, o maior com escala branca, contador de voltas e haste mais longa

Relógios comparadores

Relógio comparador mecânico

Relógio comparador mecânico e relógio de alta sensibilidade para medição comparativa, em graduações de 0,01 mm e de 0,001 mm, com escalas de 42 a 80 mm.

Tipos
Um relógio comparador mecânico que resolve 0,01 mm e um relógio de alta sensibilidade que resolve 0,001 mm
Faixas do relógio comparador
De 0 a 3, de 0 a 5, de 0 a 10, de 0 a 20, de 0 a 30 e de 0 a 50 mm
Faixas do relógio de alta sensibilidade
De 0 a 1, de 0 a 3 e de 0 a 5 mm
Graduação
0,01 mm nos relógios comparadores e 0,001 mm nos relógios de alta sensibilidade
Micrômetro externo digital, de 25-50 mm, com a sua barra de ajuste de 25 mm, uma chave e faces de medição sobressalentes

Micrômetros

Micrômetro externo digital e mecânico

Micrômetros externos em duas categorias: digitais com resolução de 0,001 mm e mecânicas de 0-25 a 225-250 mm, ambas com faces em metal duro e catraca.

Resolução
0,001 mm digital / 0,01 mm mecânica
Tolerância
±0,002 mm digital / ±0,02 mm mecânica
Faixas digitais
0-25, 25-50, 50-75, 75-100 mm
Faixas mecânicas
De 0-25 a 225-250 mm, em passos de 25 mm
Um microscópio metalográfico de base invertida em preto e branco, com uma cabeça de observação trinocular à esquerda, o revólver de objetivas montado abaixo de uma grande platina mecânica quadrada, os controles macrométrico e micrométrico no corpo e um iluminador de campo claro na traseira

4XC (13 modelos) · Microscópios de laboratório

Microscópio metalográfico

Microscópio metalográfico para exame de metais e corpos de prova opacos em luz refletida, em base invertida e vertical, com saída para câmera e software.

Estruturas
Invertida, em que a objetiva fica abaixo de uma platina que sustenta o corpo de prova, e vertical, em que a objetiva olha para baixo sobre ele
Cabeça de observação
Trinocular, inclinada a 45 graus, com ajuste interpupilar de 48 a 75 mm, correção de ±5 dioptrias e uma divisão dada como 40:60 entre as oculares e a saída da câmera
Oculares
Oculares planas de grande campo e ponto ocular alto, 10x, com número de campo de 18, 20 ou 22 mm conforme o modelo
Objetivas
Objetivas plan acromáticas de longa distância de trabalho em 5x, 10x, 20x, 50x e 100x conforme o modelo, com um conjunto plan de longa distância de trabalho declarado em aberturas numéricas de 0,13, 0,25, 0,40 e 0,65
Medidor de rugosidade portátil em um corpo cinza e preto apoiado em ângulo, com um visor amarelo com luz de fundo marcando 1,600 µm junto de uma linha de Ra e de uma linha de comprimento de amostragem, e seis teclas de controle, com uma tecla vermelha de início, teclas de seta, uma tecla de escape e uma tecla de energia

GH880 (2 modelos) · Medidores de rugosidade

Medidor portátil de rugosidade

Medidor de rugosidade portátil com até 26 parâmetros, oito edições de norma e quatro sensores intercambiáveis para furos, ranhuras e superfícies curvas.

Modelo
GH880 / TR100
Princípio
Apalpador indutivo com ponta de diamante e patim
Faixa de medição
Ra e Rq de 0,005 a 32 µm; Rz, Ry, Rt, Rp e Rm de 0,02 a 320 µm; faixa do visor de ±160 µm
Resolução
0,001 µm no GH880; 0,01 µm no TR100
Medidor de espessura por ultrassom portátil em carcaça preta, em pé sobre um bloco de metal usinado em uma oficina, com o display marcando 0,94 mm e uma linha de velocidade acima dele, um teclado de doze teclas abaixo, em oito cores, uma linha impressa identificando o tipo de instrumento e uma mão com luva branca segurando a sonda contra o bloco

JITAI-510 (4 modelos) · Medidores de espessura por ultrassom

Medidor portátil de espessura por ultrassom

Medidor de espessura por ultrassom portátil de 0,8 a 600 mm, com variantes através de revestimento, para parede ultrafina e sem acoplante, até 0,001 mm.

Modelo
JITAI-510 / JITAI-515 / JITAI-512 / JITAI-514
Faixa de medição
0,8 a 600 mm no JITAI-510 conforme a sonda; 1 a 300 mm no modelo para medição através de revestimento; 0,15 a 300 mm no modelo para paredes ultrafinas; 0,75 a 160 mm no modelo eletromagnético
Resolução
0,01 mm no JITAI-510, 515 e 514; 0,001 mm no JITAI-512
Exatidão
±0,05 mm entre 0,8 e 10 mm e ±(0,01 + H/200) mm acima de 10 mm no JITAI-510, em que H é a espessura medida
Detector digital de descontinuidades por ultrassom em carcaça cinza clara, com uma tela grande mostrando um traço A-scan sobre uma grade de distância acima de um painel de dados com os valores de ganho, passo, material, retardo, zero, modo de porta, média e rejeição, um botão rotativo e onze teclas de controle à esquerda, e cinco teclas de função marcadas BASE, CAL, DAC, AVG e SYS na parte de baixo

KUT350 (4 modelos) · Equipamentos para ensaios ultrassônicos

Detector digital de descontinuidades por ultrassom

Detector de descontinuidades por ultrassom com amostragem de 150 a 800 MHz, curvas DAC e AVG e 500 canais de ensaio, para solda, forja e chapas.

Modelo
KUT350 / KY880S / KY990S / KY9901PLUS
Frequência de amostragem
150 MHz / 200 MHz / 320 MHz / 800 MHz, respectivamente
Faixa de varredura
0 a 10000 mm no KUT350; 0 a 6000 mm no KY880S; 15 a 10000 mm no KY990S; até 15000 mm no KY9901PLUS
Velocidade sonora
1000 a 15000 m/s no KUT350 como valor do cartão, com 100 a 20000 m/s também impresso na mesma página; 100 a 15000 m/s e 100 a 20000 m/s nos modelos superiores
Eletroímã portátil de inspeção por partículas magnéticas com corpo amarelo e preto e uma peça polar laminada prateada, um cabo de alimentação espiral que corre até uma bateria preta retangular separada, em pé ao lado dele

KY-CJE220 Series (3 modelos) · Equipamentos de ensaio por partículas magnéticas

Eletroímã portátil para inspeção por partículas magnéticas

Eletroímã portátil para partículas magnéticas com fontes de CA, CC e inversor, luz branca ou ultravioleta, polos de 0 a 220 mm e unidade de bancada.

Modelo
série KY-CJE220, série Y e a unidade de bancada CDX-III
Espaçamento entre polos de magnetização
de 0 a 220 mm na linha portátil; de 0 a 160 mm, de 0 a 255 mm, 100 mm e Φ120 mm nas quatro sondas de bancada
Profundidade detectável
3 mm abaixo da superfície só com alimentação em CA; 5 mm nas variantes com fonte de CC ou inversor
Força de tração
CA 45 N ou superior nos eletroímãs de alimentação direta; CA 69 N e CC 215 N no modelo inversor; o material também indica CA 69 N e CC 215 N para a série Y
Quatro módulos isoladores de sinal para trilho DIN, de perfil estreito, lado a lado, cada um com terminais destacáveis na face superior

M2 · Isoladores de sinal

Isolador de sinal para trilho DIN

Isoladores e distribuidores de sinal para trilho DIN, com 2000 Vrms entre entrada, saída e alimentação, exatidão de 0,1 %FS e resposta de 10 ms.

Isolamento
2000 Vrms por 1 min, sem contorno dielétrico, entre entrada, saída e alimentação
Resistência de isolamento
100 MΩ mínimos a 500 VDC
Exatidão de transmissão
0,1 %FS a 20 °C
Deriva de temperatura
0,0075 %FS/°C
Durômetro Leeb portátil em carcaça plástica selada preta com um LCD de 128 × 64 mostrando a leitura 46,6 HRC acima de uma linha de material e um contador de medições, um painel de controle de doze teclas com teclas coloridas e um cabo amarelo espiral ligado a um dispositivo de impacto separado que repousa sobre um bloco de ensaio cilíndrico ao lado

TH100 (4 modelos) · Durômetros

Durômetro Leeb portátil

Durômetro Leeb portátil: lê HL e converte em HB, HRC, HRB, HRA, HV e HS, com dispositivo de impacto tipo D, medição em 360° e dez materiais internos.

Modelo
TH100 / TH110 / TH120 / TH140
Escalas de dureza
HL, HB, HRC, HRB, HRA, HV e HS, convertidas no instrumento
Faixa de medição
de 170 a 960 HLD, de 17,9 a 69,5 HRC, de 19 a 683 HB, de 80 a 1042 HV, de 30,6 a 102,6 HS
Dispositivo de impacto
tipo D fornecido como padrão; tipos DC, DL, D+15, C, G e E sob encomenda
Medidor de espessura de revestimento de sonda separada em uma carcaça preta, com um cabo que entra pela parte superior, um display com luz de fundo marcando 49,4 µm acima de uma linha que indica o tipo de sonda e o modo de medição em ponto único, e um teclado de doze teclas abaixo, com oito teclas agrupadas em pares coloridos e uma tecla redonda no centro

TT220 (3 modelos) · Medidores de espessura de revestimento

Medidor de espessura de revestimento de dois princípios

Medidor de espessura de revestimento por indução magnética e por correntes parasitas, de 0 a 1250 µm em aço e alumínio, com 500 medições armazenadas.

Modelo
TT220 / TT230 / TT260 e as séries F e N de sonda separada
Princípio de medição
Indução magnética em substratos ferromagnéticos e correntes parasitas em substratos não ferrosos, selecionados automaticamente pela sonda instalada
Faixa de medição
0 a 1250 µm com a sonda padrão F1 ou N1; 0 a 400 µm com F400; 0 a 5000 µm com F5; 0 a 10000 µm com F10; 0 a 2000 µm no TT220 integral
Resolução
0,1 µm abaixo de 100 µm; 10 µm na sonda de longo alcance F10; 1 µm acima de 100 µm no modelo integral

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