Introdução: o forno pode estar “certo” no painel e errado dentro da câmara
Imagine um forno de têmpera com um único sensor de controle indicando exatamente 850°C. Do ponto de vista do painel, o processo está perfeito. Mas essa leitura representa só um ponto físico dentro de uma câmara inteira. Nos cantos, perto da porta ou próximo às resistências, a temperatura real pode estar 20°C, 30°C acima ou abaixo do que o painel mostra, sem que ninguém perceba, até que um lote inteiro volte da inspeção com dureza fora de especificação.
É exatamente essa lacuna que o TUS (Temperature Uniformity Survey, ou Levantamento de Uniformidade de Temperatura) existe para fechar. Como já vimos em Conceitos Básicos da CQI-9, a CQI-9 nasce justamente porque não é possível testar 100% das peças de um lote sem destruí-las. O TUS é a ferramenta que garante que o processo, e não apenas o ponto onde fica o sensor de controle, está dentro da tolerância certificada.
O que o TUS mede, na prática
O TUS mapeia a variação de temperatura dentro da zona de trabalho qualificada do forno (a chamada zona útil), usando múltiplos termopares de teste posicionados simultaneamente em pontos distribuídos por toda essa zona, não só onde já existe um sensor fixo. Cada termopar de teste registra sua leitura ao longo de um período definido, na temperatura real de operação do processo, e essas leituras são comparadas entre si e contra o sistema de controle do forno.
O objetivo final não é validar um número isolado. É provar que, esteja a peça no centro, no canto ou perto da porta do forno, ela recebe o mesmo tratamento térmico dentro de uma faixa de variação aceitável.
Passo a passo: como um TUS é conduzido
1. Classificação do forno e definição dos pontos de medição
O número de termopares de teste e a rigidez da tolerância aplicável dependem do tipo de instrumentação pirométrica e da classificação de uniformidade exigida para aquele forno e processo específico. Fornos maiores ou processos mais críticos exigem mais pontos de medição e tolerâncias mais apertadas. Os valores exatos de tolerância variam por tabela de processo (têmpera, revenimento, normalização, recozimento) na edição vigente da CQI-9, e vamos detalhar essas tabelas no próximo artigo desta série.
2. Posicionamento dos termopares na zona útil
Os sensores de teste são distribuídos para capturar o pior cenário de variação: cantos, centro, próximo à porta, próximo às zonas de aquecimento. A lógica é simples: se o ponto mais desfavorável da câmara está dentro da tolerância, toda a carga está.
3. Uso de termopares calibrados e rastreáveis
Este é o ponto onde muitas empresas perdem pontos na auditoria sem perceber: a CQI-9 exige que os termopares de teste usados no próprio TUS tenham certificado de calibração rastreável, emitido por um laboratório acreditado (RBC/Inmetro), conforme ISO 17025. Um termopar “calibrado em casa”, sem rastreabilidade metrológica, invalida o resultado da survey mesmo que os números pareçam corretos. É exatamente por isso que a Contemp mantém laboratório próprio acreditado pela Cgcre/Inmetro (CAL 0224): os sensores usados no TUS precisam da mesma rastreabilidade que o processo que estão validando.
4. Execução na temperatura real de operação
O forno precisa estar estabilizado na temperatura em que realmente processa peças, não em um valor genérico de teste. As leituras dos termopares de teste e do sistema de controle são coletadas simultaneamente, e cada uma é comparada à tolerância aplicável ao processo.
5. Ação corretiva em caso de desvio
Se algum ponto ficar fora da tolerância, a resposta não é ignorar o desvio, é investigar a causa (zona de aquecimento desbalanceada, resistência degradada, isolamento comprometido, reposicionamento necessário da carga) e repetir a survey após o ajuste. Reprovar um TUS não significa que o forno está inutilizável, significa que ele não pode processar peças sob aquele processo até a uniformidade ser restabelecida e comprovada.
Com que frequência o TUS precisa ser feito
De forma geral, a prática de mercado alinhada à CQI-9 estabelece periodicidade anual para a maioria dos processos, com exceção de fornos usados para peças de alumínio, que costumam exigir survey a cada 6 meses por causa da menor tolerância térmica desses processos. O SAT, por sua vez, costuma ter frequência trimestral. Esses prazos podem variar conforme a classificação específica do forno e o tipo de instrumentação pirométrica utilizada, então o ideal é sempre confirmar contra a tabela vigente aplicável ao seu processo.
Além da cadência regular, o TUS precisa ser repetido sempre que houver manutenção relevante no sistema de aquecimento, reposicionamento de zona útil, ou qualquer reparo capaz de afetar a distribuição de calor dentro do forno.
O que o TUS garante, por tipo de processo
| Processo | O que o TUS garante | Consequência de um ponto fora da tolerância |
|---|---|---|
| Têmpera | Peças em qualquer posição do forno atingem a temperatura de austenitização de forma uniforme | Dureza inconsistente, risco de trinca ou têmpera incompleta |
| Revenimento | Alívio de tensões uniforme em toda a carga | Fragilidade residual em pontos frios da carga |
| Normalização | Microestrutura homogênea em toda a peça | Variação de propriedades mecânicas dentro do mesmo lote |
| Recozimento | Resfriamento controlado e uniforme | Dureza acima do esperado em zonas mais frias do forno |
Perguntas frequentes
- Qual a diferença entre TUS e SAT?
O TUS avalia a uniformidade de temperatura dentro da zona útil do forno, comparando vários pontos entre si. O SAT (System Accuracy Test) avalia a precisão do sistema de medição como um todo (sensor, cabo e instrumento) contra um padrão de referência. São testes complementares: um garante que o forno é uniforme, o outro garante que o sistema que mede essa uniformidade é confiável. - Quantos termopares são necessários numa survey?
Depende do volume da zona útil qualificada e da classificação do forno. Fornos maiores e processos mais críticos exigem mais pontos de medição para representar corretamente toda a câmara. - O TUS pode ser feito com qualquer termopar disponível na planta?
Não. Os termopares usados no TUS precisam ter calibração rastreável e vigente, emitida por laboratório acreditado. Um sensor sem certificado válido invalida o resultado da survey, mesmo que a leitura pareça correta. - O que acontece se o forno reprovar no TUS?
O forno não pode processar peças sob aquele processo específico até que a causa do desvio seja corrigida e uma nova survey comprove a uniformidade dentro da tolerância. - Quem pode realizar o TUS?
Pessoal treinado, com termopares de teste calibrados e rastreáveis, seguindo o método aplicável ao tipo de forno (contínuo ou batelada). A Contemp oferece o serviço completo de TUS através do seu laboratório de calibração acreditado, incluindo a rastreabilidade metrológica exigida pela CQI-9.
Resumindo
- O TUS garante que toda a zona útil do forno, não apenas o ponto do sensor de controle, está dentro da tolerância térmica exigida pelo processo.
- A survey usa múltiplos termopares de teste calibrados e rastreáveis, posicionados para capturar o pior cenário de variação dentro da câmara.
- A frequência típica é anual, com exceção de alumínio (6 meses), e sempre após manutenção relevante no sistema de aquecimento.
- Termopares sem calibração rastreável invalidam o resultado, mesmo que a leitura pareça correta.
- As tolerâncias exatas variam por tabela de processo da CQI-9 vigente. Vamos detalhar cada uma delas no próximo artigo da série.
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A Contemp mantém laboratório de calibração próprio, acreditado pela Cgcre/Inmetro (CAL 0224) conforme ISO 17025, com atendimento específico ao requisito CQI-9: calibração de termopares e instrumentos, TUS e SAT. Se sua próxima auditoria está no radar, fale com nossos especialistas antes que o desvio apareça no relatório do auditor.
