تمام اجزای فلزی منیفولدهای دونده داغ، نازل ها و غلاف های ترموکوپل به طور مکرر تحت دمای بالا و خنک کننده چرخه ای منبسط و منقبض می شوند. مواد آلیاژی مختلف دارای ضرایب انبساط حرارتی متمایز هستند. نرخهای انبساط نامتناسب بین اجزای اندازهگیری ترموکوپل و فلز پایه داغ، شکافهای تماسی پیشرونده ایجاد میکند که به تدریج مقاومت حرارتی را افزایش میدهد و باعث تغییر مداوم دما در هزاران چرخه قالبگیری میشود. اکثر مهندسان قالب در طول تهیه فقط بر محدوده دما و طول سیم تمرکز میکنند و ضرایب انبساط منطبق را نادیده میگیرند که منجر به تکرار خطاهای تماس ضعیف در قالبهای تولید طولانی-میشود.
پارامترهای استاندارد انبساط حرارتی مواد غلاف ترموکوپل جریان اصلی: فولاد ضد زنگ 304 دارای ضریب انبساط 17.2×10-6/ درجه است. فولاد ضد زنگ 316L 16.0×10-6/درجه است. اینکونل 600 نیکل{7}}آلیاژ کروم به 12.8×10-6/ درجه کاهش می یابد. منیفولدها و نازل های رانر داغ عمدتا از فولاد قالب کار داغ H13، 8407 با ضریب انبساط در حدود 11.5 ~ 13.0 × 10-6 / درجه ساخته شده اند. ترموکوپل های غلاف اینکونل دارای داده های انبساط تقریباً سازگار با فولاد قالب هستند، بنابراین سطح تماس بین پایه اندازه گیری و منیفولد پس از چرخه های گرمایش و سرمایش به طور قابل توجهی از هم جدا نمی شود. غلاف های فولادی ضد زنگ بسیار بیشتر از فولاد قالب منبسط می شوند و حلقه اندازه گیری یا پایه دکمه در دمای بالا کمی قوس می شود و پس از خنک شدن قالب، شکاف های هوایی کوچکی را تشکیل می دهد. این شکاف، بقایای پلاستیک کربنی شده را در طی چرخه های مکرر انباشته می کند و به طور پیوسته مقاومت حرارتی تماس را ماه به ماه افزایش می دهد.
ترموکوپل های تماس فنری با خطر عدم تطابق انبساط تقویت شده روبرو هستند. حلقه های فنری نازک 304 بسیار سریعتر از بدنه های فولادی نازل منبسط می شوند. پس از دهها چرخه گرمایش، فنر نیروی فشاری قبلی را از دست میدهد و در نتیجه به دور دیواره بیرونی نازل پیچیده نمیشود. شکاف انتقال حرارت را مسدود میکند و کنترلکننده سیگنالهای کاذب دمای پایین را برای گرم کردن بیش از حد دروازه دریافت میکند که باعث ترشح بزاق، کشیدن سیم و نقصهای نقطه سیاه میشود. چشمه های مسی{5}}بریلیومی با الاستیک بالا به طور ویژه برای جبران تفاوت های انبساط فرموله شده اند. تغییر شکل الاستیک قابل تنظیم آنها تغییرات ابعادی ناشی از انبساط حرارتی را جبران می کند و تماس شکاف صفر را حتی زمانی که غلاف و فلز پایه به طور ناهمزمان منبسط می شوند حفظ می کند.
قوانین تطبیق پروب را بر اساس ضرایب انبساط-پیچانید. برای قالبهای چرخهای با دمای بالا و قالبهای PEEK با منیفولدهای فولادی H13، پروبهای پیچی Inconel M3/M4 اولویت انتخابی برای مطابقت با گسترش فولاد قالب هستند. قالبهای بستهبندی با دمای متوسط- که از منیفولدهای 316 لیتری استفاده میکنند، میتوانند پروبهای غلاف 316 لیتری را با گشتاور فشردهسازی تقویتشده در حین نصب برای جبران شکافهای انبساط استفاده کنند. ترموکوپلهای غلاف 304 کم هزینه فقط برای قالبهای آزمایشی متناوب- با دورههای تولید کوتاه مناسب هستند و باید ضخامت پوشش خمیر رسانای حرارتی را در طول مونتاژ افزایش دهند تا شکافهای ناشی از انبساط را پر کنند.
اقدامات متقابل تعمیر و نگهداری استاندارد برای خطاهای عدم تطابق انبساط. در طول تمیز کردن سه ماهه جداسازی قطعات، آثار تماس شل را روی پایه های اندازه گیری و حلقه های فنر بررسی کنید. اگر علائم شکاف آشکار ظاهر شد، حلقههای فنر فولادی ضد زنگ را با قطعات الاستیک مسی بریلیوم جایگزین کنید یا پروبهای فولادی ضد زنگ را به مدلهای غلاف Inconel ارتقا دهید. پس از هر تمیز کردن مجدداً-پیچ های فشاری را با آچارهای گشتاور سفت کنید تا نیروی فشاری از دست رفته از انبساط حرارتی را بازیابی کنید. خمیر رسانای حرارتی منعطف با دمای بالا را-با شکل پذیری خوب اعمال کنید. پس از انبساط و انقباض مکرر ترک نخواهد خورد، و به طور مداوم شکاف های میکرو تشکیل شده توسط نرخ های انبساط ناسازگار فلز را پر می کند.
پیشنهادات طراحی پیشگیرانه در مرحله سفارشی سازی ترموکوپل. هنگام ارسال مواد فولادی قالب و داده های چرخه تولید مداوم به تامین کنندگان، مطابقت مواد غلاف را بر اساس سازگاری ضریب انبساط حرارتی درخواست کنید. قالبهایی که 24{3}}ساعت-تولید انبوه بدون توقف کار میکنند باید از اختلاف انبساط زیاد ترموکوپلهای فولادی ضد زنگ 304 به طور کامل جلوگیری کنند و خطرات پنهان رانش طولانیمدت ناشی از عدم تطابق چرخهای انبساط را از بین ببرند.
