AMS 2750E: O que isto significa para os seus sensores de temperatura?

AMS 2750E: O que isto significa para os seus sensores de temperatura?

Fig. 4. Termopar SAT de platina com capacidade de sonda

Originalmente publicada em Abril de 1980, a AMS 2750 se tornou um dos primeiros documentos do governo americano relacionados às muitas aplicações industriais

Mais de 30 anos depois, a AMS 2750 continua sendo uma norma crítica relacionada aos, nas palavras precisas do documento, “requisitos pirométricos para equipamentos de processamento térmico utilizados para tratamento térmico”. E, enquanto a especificação é em muitos aspectos semelhante à revisão lançada anteriormente, AMS 2750D publicada em 2005, há algumas mudanças muito importantes relacionadas com a aplicação de sensores de temperatura.

Em Julho de 2012 , a SAE Aerospacial lançou a Revisão E da Especificação para Material Aeroespacial (AMS – Aerospace Material Specification) 2750 entitulada “Pirometria”. Esta especificação continua sendo a “bíblia” para todos os processos pirométricos relacionados com a indústria aeroespacial e, muitas vezes, é reconhecida como o padrão em muitas outras indústrias.

Na sua última revisão, a SAE inclui inúmeras mudanças técnicas para resolver problemas encontrados em uso. No entanto, um dos desafios especificamente observado nesta última revisão é que as “mudanças são extensas e não marcadas”. Por isso, aqueles sujeitos ao cumprimento da AMS 2750E devem tirar um tempo para rever completamente a revisão mais recente.

Dito isto, pretendemos contribuir para realçar algumas das mudanças mais significativas na AMS 2750E relacionadas com os sensores de temperatura. Referências entre parênteses referem-se aos parágrafos na AMS 2750E.

1. Os certificados de calibração agora podem apresentar desvios como um método alternativo para relatar os fatores de correção (ver 3.1.2.2.6). Nas edições anteriores somente era permitido relatar valores de correção. O método utilizado deve ser claramente indicado no certificado. Caso contrário, o usuário final pode aplicar os valores erroneamente.

1.1 O fator de correção é definido como o número de graus que devem ser adicionados ou subtraídos do valor da temperatura de um sensor de temperatura para se obter a temperatura verdadeira.

1.2 O desvio, por outro lado, é definido como a diferença entre a temperatura incorreta indicada e a temperatura real. Também é referido como saída ou erro.

1.3 Lembre-se de sempre deixar claro seus requisitos para informações específicas, se você as deseja na forma de correção ou de desvio, diretamente para o laboratório credenciado pela ISO 17025 responsável pela sua documentação de calibração.

2. “A extrapolação dos fatores de correção de calibração acima da temperatura mais alta de calibração e abaixo da temperatura mais baixa de calibração é proibida por qualquer fonte de calibração exceto pela NIST (National Institute of Standards and Technology – Instituto Nacional de Padrões e Tecnologias americano) ou outra agência americana de normas” (veja 3.1.2.5.2). A Revisão D não permite nenhuma extrapolação. Agora, isto é permitido pela AMS 2750E, mas somente com uma interação direta com a NIST ou outra agência nacional de normas. Ao mesmo tempo em que esta extrapolação é permitida, você deve considerar cuidadosamente se isto é praticável ao seu negócio.

3. Em relação à calibração de rolos, as amostras precisam ser retiradas de ambas as extremidades do rolo, considerando o comprimento (veja 3.1.2.6.2).

3.1 Na Revisão D era necessária a calibração de somente uma amostra de um rolo de fio que tivesse menos de 300 m de comprimento. A calibração das duas extremidades assegura que um lote específico de fio (ou termopares montados a partir daquele lote) esteja em conformidade com as relações de temperatura padronizadas dentro das tolerâncias especificadas.

3.2 O usuário talvez tenha que aplicar um fator de correção calculado para ambas as extremidades da amostra, assegurando-se de que os valores de correção individuais estejam dentro dos limites aceitáveis definidos pela especificação e pelas necessidades individuais.

4. Talvez uma das maiores mudanças que afetarão a calibração do sensor de temperatura é em relação ao “arredondamento”. A Revisão E afirma que o número arredondado deve estar de acordo com a ASTM E29 ou outra norma nacional (veja 3.8). Antes da Revisão E, o arredondamento dos dados de calibração não eram especificamente citados na AMS 2750.

4.1 O método que a maioria de nós conhece e trabalha em relação ao número arredondado é conhecido como “Round Half Up”. Se o último número for menor que cinco, você arredonda para baixo e se for maior ou igual a cinco, você arredonda para cima. Por exemplo, 2,44 se tornaria 2,4, enquanto que 2,46 se tornaria 2,5.

4.2 Entretanto, a AMS 2750E prescreveu um método específico e alternado para o arredondamento relacionado às calibrações. Este método é descrito pela norma ASTM E29-08 e é conhecido como “Round Half to Even”. Este método é o mais utilizado pelos estatísticos e é o método de arredondamento utilizado pelo setor bancário.

4.3 Aqui está como isto funciona. Assumindo que você quer arredondar para a primeira casa decimal:

4.3.1 Se o último número for menor que cinco, arredonde para baixo (1,24 torna-se 1,2).

4.3.2 Se o último número for maior que cinco, arredonde para cima (2,37 se torna 2,4).

4.3.3 Se o último número for exatamente cinco e o número que o precede for ímpar, então o arredondamento é para cima (3,75 se torna 3,8).

4.3.4 Se o último número for exatamente cinco e o número que o precede for par, então o número permanece o mesmo (2,45 se torna 2,4).

4.4 Embora isto pareça simples, talvez não seja tão simples. O desafio é que os softwares mais convencionais e comercialmente disponíveis (por exemplo, o Excel da Microsoft) utilizam o método “Round Half Up”, os quais resultarão em valores arredondados incorretos que não obedecem à ASTM E29-08.

4.4.1 Curiosamente, a própria norma faz a seguinte declaração na seção 6.4.3: “NOTA 1:. Este método de arredondamento não é usado universalmente por pacotes de software”.

4.5 Dito isto, seria preciso arredondar manualmente os valores de correção de acordo com as regras ou criar um pacote de software personalizado. Tenha um cuidado específico com essa nova exigência.

5. Sensores e Calibração do Sensor – A Tabela 1 (pag. 34 da AMS 2750E) é mencionada em diversos lugares nesta especificação (Fig. 3). Esta tabela é uma referência visual muito útil para se determinar como os diferentes tipos de sensores são utilizados, quando eles precisam ser calibrados (período), o tipo de norma (referência, primária ou secundária) que precisam para serem calibrados e quais as tolerâncias aceitáveis (máximo erro permitido).

5.1. Pela AMS 2750E, o erro máximo permitido para “Padrão Secundário de Metais Nobres” e termopares da série SAT (System Accuracy Test – Teste de Precisão de Sistema) mudou.

5.1.1 A Revisão D afirmava que o erro máximo permitido para padrões secundários dos termopares SAT dos tipos S e R era de no máximo ±0,6ºC ou 0,1% da leitura e ±0,6ºC ou 0,25% para leitores do tipo B.

5.1.1.1 Nota: Estes limites são similares aos da ASTM E230 para tolerâncias especiais (no máximo ±0,6ºC ou 0,1% para tipos S e R e ±0,25% para leitores tipo B).

5.1.1.2 As tolerâncias pela norma ASTM E230 para os tipos S e R são de no máximo ±1,5ºC ou 0,25% de leitura e ±0,5% de leitura para o tipo B (AMS 2750C utilizava estes limites para os termopares dos tipos S e R).

5.1.2 A Revisão E fez o que pode ser chamado de uma aproximação híbrida e veio com um novo erro máximo permitido, o que parece ser uma combinação dos limites de erro padrão e especial.

5.1.2.1 O máximo de ±1,0ºC ou 0,25% de leitura para ambos os padrões secundários e para os termopares SAT dos tipos S e R.

5.1.2.2 O máximo de ±0,6ºC ou 0,5% de leitura para ambos os padrões secundários dos termopares tipo B e ±0,5% de leitura para os termopares SAT tipo B.

5.2 Outra mudança notável na Tabela 1 trata da recalibração do metal base para os termopares padrão secundário TUS (Temperature Uniformity Surveys – Pesquisas de Uniformidades de Temperaturas) e SAT.

5.2.1 A Revisão E permite a recalibração do metal base dos termopares, mas proíbe a recalibração dos termopares TUS tipo K e tipo E e dos SAT.

5.2.1.1 Os termopares de padrão secundário tipo E e tipo K podem ser recalibrados somente se utilizados abaixo de 260ºC ou se montados com uma nova junção formada de acordo com as provisões da seção 3.1.3.1.

5.2.2 A Revisão D permite somente a recalibração do metal base dos termopares do tipo J e do tipo N.

5.3 Uma omissão notável nas notas de rodapé da Tabela 1, que foi listada na Revisão D, é a tolerância para os termopares do tipo T utilizadas abaixo de 0ºC.

5.3.1 Tolerâncias especiais abaixo de 0ºC são difíceis de serem justificadas devido à limitada informação disponível.

5.3.1.1 Na Revisão D, a nota de rodapé 3 afirmava que a tolerância era de ±0,6ºC ou ±0,8%, o que fosse maior.

5.3.1.2 Isto era baseado na tolerância especial para os termopares do tipo T utilizados abaixo de 0ºC sugerida pela ASTM E230, Tabela 1.

5.3.1.2.1 -200 a 0ºC, ±0,5ºC ou ±0,8ºC (o que for maior).

5.3.2 Como os valores listados na Revisão D foram baseados em uma sugestão e não em um valor publicado como definitivo, esta nota de rodapé foi deletada porque esta afirmação não podia ser suportada.

Conclusão

A linha base é que agora a AMS 2750E é a especificação atual governando a pirometria nos processos térmicos mundiais. Ao se destacar as diversas alterações feitas à AMS 2750E sobre os sensores de temperatura, você pode escolher entre modificar suas práticas atuais ou garantir que a documentação de seu processo esteja em conformidade com a revisão mais recente (Rev. E). O conhecimento e a compreensão da especificação são essenciais.

Embora tenhamos falado somente sobre as mudanças relacionadas com os sensores de temperatura, a AMS 2750E, é claro, cobre uma ampla gama de requisitos em relação à pirometria. A revisão mais atual se destina a resolver problemas técnicos que surgiram com as versões anteriores da especificação e tem como objetivo esclarecer vários elementos ambíguos de edições anteriores.

Para mais informações, você pode obter uma cópia da AMS 2750E entrando em contato com a SAE International pelo tel: +1 724-776-4970; e-mail: CustomerService@sae.org; web: www.sae.org. Contate o autor: John Popovich, presidente, Furnace Parts LLC; tel: +1 216-916-9604; e-mail: jbpopovich@furnacepartsllc.com.

 

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