أولاً: تصنيف أفران الكتم (Muffle Furnaces)
تُصنَّف أفران الكتم وفقاً لعناصر التسخين المستخدمة فيها، ودرجة حرارة التشغيل، ونظام التحكم، ومواد العزل، وذلك على النحو التالي:
1. حسب عنصر التسخين: فرن كتم بسلك تسخين كهربائي، فرن كتم بقضبان كربيد السيليكون، فرن كتم بقضبان سيليكون-موليبدينوم؛
2. حسب درجة حرارة التشغيل: تُقسَّم عموماً إلى: أفران كتم صندوقية من النوع الذي يعمل عند درجات حرارة أقل من 1000 درجة مئوية، وأفران كتم تعمل في نطاق 1100-1300 درجة مئوية (وهي أفران قضبان كربيد السيليكون)، وأفران قضبان سيليكون-موليبدينوم المخصصة لدرجات حرارة تتجاوز 1600 درجة مئوية؛
3. حسب نظام التحكم: فرن كتم بنظام التحكم التناسبي التكاملي التفاضلي (PID) (مزود بوحدة تحكم رقمية في درجة الحرارة تعمل بتقنية SCR)، وفرن كتم بنظام التحكم البرمجي (مزود بوحدة تحكم حاسوبية لضبط البرنامج الزمني ودرجة الحرارة)؛
4. حسب مادة العزل: فرن كتم مبني من الطوب الحراري العادي، وفرن كتم مبني من الألياف الخزفية.
II. الصيانة
1. عند استخدام فرن الكتم (Muffle furnace) للمرة الأولى، أو بعد فترة طويلة من التوقف عن الاستخدام، يجب إجراء عملية تسخين مسبق له. ينبغي أن تستمر فترة التسخين المسبق لمدة أربع ساعات عند درجة حرارة تتراوح بين 200 درجة مئوية و600 درجة مئوية. وأثناء الاستخدام، يجب ألا تتجاوز درجة حرارة الفرن الدرجة المقننة (المحددة)؛ وذلك لتجنب احتراق عناصر التسخين. كما يُحظر سكب مختلف أنواع السوائل أو المعادن سهلة الانصهار داخل الفرن. ويُفضل تشغيل فرن الكتم عند درجة حرارة تقل بمقدار 50 درجة مئوية عن درجة الحرارة القصوى المسموح بها؛ إذ من شأن ذلك إطالة العمر الافتراضي لعناصر التسخين.
2. يجب تشغيل فرن الكتم ووحدة التحكم الخاصة به في مكان لا تتجاوز فيه الرطوبة النسبية 85%، وأن يكون خالياً من الغبار الموصل للكهرباء، أو الغازات القابلة للانفجار، أو الغازات المسببة للتآكل. وعند تسخين المواد المعدنية التي تحتوي على شحوم، تنبعث كميات كبيرة من الغازات المتطايرة التي تؤثر سلباً على أسطح عناصر التسخين وتؤدي إلى تآكلها، مما يتسبب في تلفها وتقصير عمرها الافتراضي. لذا، ينبغي اتخاذ التدابير الوقائية اللازمة للحيلولة دون حدوث ذلك أثناء عملية التسخين، مثل استخدام أوعية محكمة الغلق أو توفير تهوية مناسبة للمكان.
3. يجب استخدام وحدة التحكم الخاصة بفرن الكتم ضمن نطاق لدرجة الحرارة المحيطة يتراوح بين 0 و40 درجة مئوية.
4. وفقاً للمتطلبات الفنية، يجب إجراء فحص دوري للتأكد من أن جميع التوصيلات الكهربائية الخاصة بالفرن ووحدة التحكم متصلة بشكل سليم ومحكم. قد تتسبب المزدوجات الحرارية (Thermocouples) المتصلة بوحدة التحكم في حدوث تداخل كهربائي، مما يؤدي إلى ظهور ظواهر مثل تذبذب القراءات المعروضة على شاشة وحدة التحكم وزيادة هامش الخطأ في القياسات. وتزداد حدة هذه الظاهرة كلما ارتفعت درجة حرارة الفرن. ولذلك، من الضروري للغاية إجراء تأريض (توصيل بالأرض) سليم للأنبوب المعدني الواقي (الغلاف الخارجي) للمزدوجة الحرارية. وفي حال الضرورة، يُنصح باستخدام مزدوجة حرارية ذات مخرج ثلاثي الأسلاك. وباختصار، يجب اتخاذ كافة التدابير الفعالة الممكنة للحد من حدوث أي تداخل كهربائي.
5. تجنب سحب المزدوجة الحرارية بشكل مفاجئ أثناء وجود الفرن عند درجات حرارة مرتفعة؛ وذلك للحيلولة دون تشقق الغلاف الخارجي لها.
6. حافظ على نظافة حجرة الفرن في جميع الأوقات، وبادر فوراً بإزالة الأكاسيد والمواد الأخرى من الفرن.
7. أثناء الاستخدام —وعند صهر عينات تحتوي على مواد قلوية أو عند تكليس الرواسب— يجب ضبط ظروف التشغيل بدقة صارمة؛ ويُستحسن وضع طبقة من الألواح المقاومة للحرارة في قاع الفرن للحيلولة دون تآكل حجرة الفرن.
III. الاستخدام الآمن
1. لا تتجاوز الحد الأقصى لدرجة حرارة فرن المقاومة هذا أثناء الاستخدام.
2. احرص دائماً على فصل مصدر الطاقة عند وضع العينات أو إخراجها، وذلك لتجنب خطر الصعق الكهربائي.
3. يجب إبقاء باب الفرن مفتوحاً لأقصر فترة زمنية ممكنة عند وضع العينات أو إخراجها، وذلك لإطالة العمر الافتراضي للفرن الكهربائي.
4. لا تقم بسكب أي سوائل داخل حجرة الفرن.
5. لا تضع داخل حجرة الفرن عينات ملوثة بالماء أو الزيت؛ كما يجب عدم استخدام ماسكات (ملاقط) ملوثة بالماء أو الزيت عند وضع العينات أو إخراجها.
6. ارتدِ القفازات عند وضع العينات أو إخراجها لتجنب الإصابة بالحروق.
7. يجب وضع العينات بترتيب ونظام في منتصف حجرة الفرن؛ وتجنب وضعها بشكل عشوائي أو غير منظم.
8. لا تلمس الفرن الكهربائي أو العينات الموجودة حوله بشكل عشوائي أو دون توخي الحذر.
9. بعد الانتهاء من الاستخدام، يجب قطع التيار الكهربائي وإغلاق مصدر المياه.
10. لا تقم بتشغيل فرن المقاومة دون الحصول على إذن مسبق من الجهة الإدارية المسؤولة، والتزم بدقة بإجراءات التشغيل الخاصة بالمعدات.