Caso práctico: Conexiones para sistemas de tratamiento térmico

Enfoque en el equilibrio térmico: conexión personalizada del calefactor

En el tratamiento térmico industrial, la precisión, la fiabilidad y la durabilidad son factores clave para la eficacia de los procesos. La estabilidad de las conexiones eléctricas desempeña un papel decisivo, sobre todo en sistemas de alta temperatura en los que se tratan herramientas de metal duro, ruedas dentadas, ejes, cerámica de alto rendimiento o semiconductores.

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Antecedentes

En las plantas de tratamiento térmico, los componentes se tratan en condiciones extremas, a menudo a temperaturas superiores a 1000 °C. El uso de la energía eléctrica como fuente de calor permite un control preciso de los parámetros del proceso, pero al mismo tiempo requiere componentes que puedan soportar cargas térmicas y mecánicas a largo plazo.


Además del elevado consumo de energía y los costes de las materias primas, la longevidad de los componentes del sistema es un reto clave. Las conexiones y los elementos de unión deben funcionar de forma fiable para evitar costosos tiempos de inactividad y trabajos de mantenimiento.

Visión general

Industria:

Sistemas de tratamiento térmico industrial / tecnología de alta temperatura

Procedimiento:

Tratamiento térmico

Solución:

Desarrollo y diseño de conexiones duraderas y de dimensiones óptimas para evitar la sobrecarga térmica y reducir el desgaste

Servicios:

Consultoría, ingeniería documentación técnica, fabricación

Resultado:

Alta fiabilidad y eficacia del proceso gracias al funcionamiento optimizado energéticamente del sistema de tratamiento térmico

El reto

El cliente, del sector del mantenimiento, se enfrentaba a problemas recurrentes en el funcionamiento de sus sistemas de alta temperatura:

  • Sólo se dispone de conexiones insuficientemente dimensionadas: Una conducción del calor demasiado fina o demasiado gruesa provoca una temperatura excesiva o demasiado baja
  • Carga térmica sobre los componentes vecinos si la potencia calorífica es demasiado elevada
  • Aumento de los costes de mantenimiento debido a los frecuentes intervalos de sustitución
  • Paradas imprevistas que perjudican los procesos de producción

Las soluciones de conexión utilizadas hasta la fecha no cumplían de forma óptima los requisitos de capacidad de transporte de corriente y distribución del calor.

La tarea específica: desarrollar conexiones duraderas y de dimensiones óptimas

El objetivo era desarrollar conexiones que pudieran soportar las cargas térmicas y eléctricas y, al mismo tiempo, garantizar una larga vida útil. Graphite Materials se hizo cargo de la ingeniería y desarrolló una solución de conexión personalizada basada en análisis detallados del proceso:

  • Dimensionamiento optimizado de las conexiones para un equilibrio ideal entre conductividad eléctrica y pérdida de calor
  • Evitar el sobrecalentamiento mediante el diseño específico del material y la geometría
  • Diseño duradero para reducir los costes de mantenimiento y los tiempos de inactividad
  • Implementación rápida: pedido de ingeniería completado en tres días laborables

Resultados del proceso

Se consiguió un equilibrio térmico estable gracias al diseño personalizado de las conexiones. Ya no se produce sobrecalentamiento en la zona de conexión y los componentes vecinos permanecen térmicamente aliviados. Así, el nuevo diseño garantiza una vida útil significativamente más larga.

Distribución óptima del calor: análisis FEM de la conexión revisada del calentador

El resultado

  • No hay sobrecarga térmica en la zona de conexión
  • Poco desgaste y mayor vida útil
  • Menor fiabilidad y eficacia del proceso
  • Diseño personalizado mediante ingeniería
  • Aplicación rápida en pocos días

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