Fallas en hornos para curado (I) Martes 18 de Diciembre de 2007 06:33

Identifique las fallas y causas más frecuentes en hornos infrarrojos, eléctricos,  de gas y convencionales.

Por Ing. Gregorio Garza*

{mosimage}Existen diversos tipos de hornos para curado de pintura, dos de las tecnologías principales es la convencional y la de infrarrojos, y aunque hay miles de fabricantes y es muy difícil encontrar dos hornos similares (ya que la mayor parte del tiempo se construyen para procesos o piezas específicas), los principios y forma de funcionamiento es prácticamente la misma.  

Es muy importante que un horno funcione perfectamente y que en caso de que esté presente alguna falla o síntoma, se deje de operar inmediatamente, ya que en la mayoría de los casos, una falla puede terminar en explosión o incendio.  Cuando se sospecha de una falla, se tiene que recurrir a un especialista, independientemente del costo que esto represente. 

Es increíble el número de casos en que una planta se incendia u ocurre un conato de incendio por causa de un horno en mal estado.
   
En los párrafos siguientes voy a explicar como funciona cada horno para comprender mejor sus fallas y sus causas.

Hornos Convencionales
Existen varios tipos de hornos convencionales; dos de los principales son los eléctricos y los de gas, pero su principio de funcionamiento es el mismo:  calentar aire para que éste a su vez y por medio de recirculación eleve la temperatura de las piezas y de esta forma se cure la pintura y aunque su principio es el mismo; su funcionamiento es algo distinto por lo que a continuación lo describo y también las posibles fallas de cada uno. 

Cabe señalar que es importante distinguir dos tipos de fallas: de proceso y mecánicas o de control.  Las fallas de proceso son generadas por ajuste de parámetros incorrectos o por diseños inadecuados y mucha gente las confunde con fallas mecánicas o de control, es decir, piensan que algún componente está dañado.  Las fallas mecánicas o de control ocurren cuando efectivamente existe algún componente dañado.
   
Hornos Eléctricos
Generan calor por medio de una resistencia eléctrica la cual se calienta al paso de la corriente eléctrica, un recirculador de aire se encarga de tomar el calor de la resistencia y llevarlo hacia las partes para que se efectúe el curado de la pintura.  
 Fallas de Proceso

    1.  El horno se tarda mucho en llegar a la temperatura de proceso

Esta es una falla muy común y regularmente está ligada al diseño del horno. La temperatura que la mayoría de los hornos de este tipo leen es la del aire: si el horno se tarda en calentar el aire, lo más probable es que esté diseñado incorrectamente. Cabe señalar que entre menor sea el tiempo de reacción del horno, el consumo de energía y el costo del horno es mayor, ya que para calentar el aire en menor tiempo se requiere mayor energía y esto aumenta el tamaño de resistencia, conductores y equipo de control. 

Mi recomendación es que los hornos se diseñen para alcanzar la temperatura de proceso en un rango de 10 minutos para temperaturas no muy altas de 60-70° C y de 20-30 minutos para temperaturas de 180-250° C, a menos de que su proceso sea de alto volumen y no le permita estos tiempos.
   
Otra causa por la que el horno se tarda en calentar puede ser resistencias dañadas, fusibles abiertos y/o bajo voltaje.

    2.  La pintura no cura totalmente

Esta falla puede estar ligada a las siguientes causas, principalmente:   

a)  Mal distribución del aire dentro del horno. Si el aire no tiene un flujo homogéneo, la temperatura en el horno no es homogénea, por lo que la pintura no cura igual.

b)  Propiedades físicas de las piezas. Algunas propiedades físicas de las piezas tales como: forma, coeficiente de transferencia de calor, distribución de masa, etc., causan que la pieza gane calor más rápido en algunas áreas que otras; por lo que la pintura puede no llegar a curar en ciertas áreas, esto regularmente se corrige aumentando el tiempo de residencia en el horno.   

c)  Temperatura de proceso baja:  aumente la temperatura de curado hasta donde su pieza y especificaciones de pintura le permitan.    

     3.  Brillo o tonalidad diferente después del horneado

a)  Proceso de flasheo y curado erróneo: iguale las condiciones de flasheo y curado emitidas por el fabricante de la pintura.   

b)  Temperatura muy elevada.  Algunas personas aumentan la temperatura de sus hornos por encima de la temperatura recomendada por el fabricante, esto con tal de reducir el tiempo de residencia; esto no es recomendable si su pieza no es homogénea en forma y distribución de masa, ya que al no ser homogénea, gana mayor temperatura en ciertas partes y esto hace que la pintura se queme cambiando así su tonalidad y brillo.

Fallas Mecánicas o de Control

1.Switch de Presión Dañado
El switch de presión es un dispositivo que verifica que el recirculador esté efectivamente recirculando aire, es un diafragma que por un lado se conecta al lado de baja presión (succión) y por el otro lado, al de alta presión. Cuando se enciende el recirculador, éste impulsa el diafragma contra un resorte y activa unos contactos, los cuales dan el permiso para que circule corriente por la resistencia y genere así el calor. El switch de presión puede fallar por las siguientes causas:

a)Diafragma roto.
b)Mecanismo de guía y resorte atorado.
c)Mangueras de conección rotas, dobladas o destruidas.
d)Ductería de recirculación con fugas.

{mosimage}2.Cables y terminales quemadas
Una falla muy común en hornos eléctricos son las terminales y cables quemados, estos son regularmente causados por terminales flojas y/o conecciones mal realizadas. Cuando en una resistencia de 440V y alta corriente existe un falso contacto, se provoca un “chisporroteo” que realmente es un efecto físico llamado plasma en donde se generan muy altas temperaturas que son capaces de fundir cualquier tipo de metal, por esto, se recomienda siempre asegurarse de apretar las conecciones al máximo y de utilizar las terminales adecuadas. 

Otra causa de lo anteior, es el utilizar cables y terminales menores a las permisibles ya que al hacer circular corriente por un área pequeña se genera una resistencia y al circular corriente por esta resistencia se genera calor,  que en algunos casos es tan alto que quema los aislamientos y bases plásticas de las terminales.

3.Resistencias reventadas
Esta es otra falla común. Las resistencias suelen hacer corto circuito y esto sólo se debe a que la recirculación de aire no es suficiente para llevarse el calor que la resistencia genera, por lo que el elemento resistivo sube de temperatura hasta que éste se funde y produce un corto circuito.  Si esto sucede, deberá evaluar velocidad de aire a través de su banco de resistencia y éste debe ser de 500 ft/min. en aplicaciones de baja temperatura 60-70° C y de 1,500 a 2,000 ft/min. en aplicaciones de 160 a 250° C.

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