چگونه می توان از قابلیت اطمینان ترموکوپل در پلاستیک های مهندسی با دمای بالا- اطمینان حاصل کرد؟

پردازش پلاستیک های مهندسی با درجه حرارت بالا مانند PEEK، PEI، PPS، و LCP ترموکوپل ها را به حداکثر می رساند. عملکرد در دمای 350-420 درجه باعث تسریع رانش و خوردگی می شود. این مقاله استراتژی های خاصی را برای اطمینان از قابلیت اطمینان ترموکوپل در این برنامه های کاربردی ارائه می دهد.

انتخاب نوع مناسب ترموکوپل نوع K به دلیل اکسیداسیون کروم به سرعت بالای 350 درجه حرکت می کند. نوع N (NiCrSi-NiSi) پایدارتر است، با رانش 2 تا 3 برابر کمتر در 400 درجه. برای پایداری فوق العاده، نوع R یا S (پلاتین-رودیوم) را در نظر بگیرید، اگرچه گران هستند. بسیاری از پردازنده‌های PEEK و PEI برای دقت طولانی‌مدت به نوع N تغییر می‌دهند.

الزامات مواد غلاف در دمای 400 درجه، فولاد ضد زنگ 316 لیتر اکسید می شود و استحکام خود را از دست می دهد. Inconel 600 حداقل است. اینکونل 625 یا هاینس 230 بهتره. این آلیاژها لایه های اکسید محافظی را تشکیل می دهند که در برابر اکسیداسیون بیشتر مقاومت می کنند. برای LCP و PPS با محصولات تجزیه اسیدی، Inconel 625 توصیه می شود. هرگز در این دماها از غلاف های مسی{11} (مثلاً نوع T) استفاده نکنید.

کلاس دقت بالاتر در دماهای بالا، تحمل ترموکوپل های کلاس 1 ± 0.4٪ از خواندن است. در 400 درجه، 1.6 ± درجه -هنوز برای بیشتر قسمت‌ها قابل قبول است. کلاس 2 اجازه می دهد تا 3± درجه، که ممکن است برای کاربردهای دقیق بیش از حد گسترده باشد. روی حسگرهای کلاس 1 یا محدودیت‌های ویژه خطا (SLE) برای قالب‌گیری{12}}در دمای بالا سرمایه‌گذاری کنید.

عایق{0}مقاوم در برابر اکسیداسیون. عایق اکسید منیزیم باید از خلوص بالا و فشرده متراکم باشد. MgO با چگالی کم، اکسیژن را جذب می کند و تخریب آلیاژ را تسریع می کند. حسگرهای{5}}پخت شده و مهر و موم شده در خلاء را مشخص کنید. برخی از تامین کنندگان زیرکونیا-تثبیت شده MgO را برای بهبود پایداری در دمای بالا ارائه می دهند.

کاهش قطر پروب برای پاسخ سریعتر. در دمای بالا، اگر پلاستیک بیش از حد گرم شود، به سرعت تجزیه می شود. پاسخ سریع ترموکوپل امکان کنترل سریع را فراهم می کند و از افزایش دما جلوگیری می کند. اگر استحکام مکانیکی اجازه می دهد، از پروب های با قطر 1.0 یا 1.5 میلی متر، حتی در منیفولدها استفاده کنید. اتصالات زمینی پاسخ سریع تری نسبت به اتصال زمینی ارائه می دهند.

مدیریت استرس حرارتی گرمایش سریع از سرما تا 400 درجه استرس حرارتی شدیدی را ایجاد می کند. از یک سطح شیب دار کنترل شده-به سمت بالا (مثلاً 2-3 درجه در دقیقه) استفاده کنید تا به منیفولد و ترموکوپل اجازه دهید به تدریج منبسط شوند. از برخورد رزین سرد به منیفولد داغ خودداری کنید-این باعث شوک حرارتی می‌شود. در صورت امکان، مواد را از قبل{11}}گرم کنید.

سنجش اضافی با توجه به هزینه قالب‌های{1}}در دمای بالا و خطر خرابی ترموکوپل، ترموکوپل‌های دوتایی را در مناطق بحرانی نصب کنید. کنترلر می تواند آنها را میانگین کند یا زنگ هشدار را روشن کند. اگر یکی از سنسورها از کار بیفتد یا از کار بیفتد، یک شبکه ایمنی ایجاد می کند. هزینه اضافه شده در مقایسه با توقف تولید ناچیز است.

کالیبراسیون در دمای عملیاتی ترموکوپل ها را در دمای عملیاتی واقعی (مثلاً 380 درجه) کالیبره کنید، نه فقط در دمای اتاق. رانش به دما- وابسته است. سنسوری که در 25 درجه دقیق است ممکن است در 400 درجه حرکت کند. از یک کالیبراتور بلوک{9}}در دمای بالا خشک- استفاده کنید یا از تامین کننده بخواهید کالیبراسیون را در چندین نقطه از جمله نقطه تنظیم شما ارائه دهد.

فواصل تعویض کوتاه شده عملکرد در دمای بالا، عمر ترموکوپل را کاهش می دهد. سنسورهای معمولی نوع K در 380 درجه ممکن است 6 تا 12 ماه دوام داشته باشند، در حالی که در 280 درجه آنها 2 تا 3 سال دوام می آورند. فواصل تعویض را بر این اساس تنظیم کنید. دریفت را ماهانه نظارت کنید و برای تعویض زودتر آماده باشید.

خنک کننده ترمینال ها کانکتور و چند سانتی متر اول کابل نزدیک قالب می توانند به دمای بالایی برسند. از سیم اکستنشن با دمای بالا (عایق فایبرگلاس یا سرامیکی)-استفاده کنید. اطمینان حاصل کنید که کانکتور برای دمای محیط درجه بندی شده است. در صورت لزوم، یک بلوک خنک کننده یا هیت سینک در رابط قالب اضافه کنید.

Monitoring Heater Performance. At high temperatures, heaters also degrade. Monitor power output: if a zone consistently requires >80٪ قدرت برای حفظ نقطه تنظیم، بخاری ممکن است از کار بیفتد. خرابی بخاری باعث می‌شود ترموکوپل پایین بخواند (زیرا بخاری گرمای کافی را ارائه نمی‌کند)، که منجر به تقاضای انرژی بیشتر-یک چرخه معیوب می‌شود. بخاری ها و ترموکوپل ها را با هم عوض کنید.

Case Study: PEEK Molding. A medical implant molder processing PEEK at 390°C used Type K/316L thermocouples. They failed (drift >5 درجه) هر 4 ماه. تغییر به نوع N/Inconel 600 عمر را تا 18 ماه افزایش داد، ضایعات را تا 3 درصد کاهش داد و سالانه 25000 دلار در زمان خرابی صرفه جویی کرد.

بازرسی و مستندسازی ترموکوپل ها را به صورت بصری در هر چرخه تعمیر و نگهداری قالب بررسی کنید (به عنوان مثال، ماهانه). به دنبال تغییر رنگ، سوراخ شدن یا تغییر شکل باشید. خوانش اسناد و روندهای قدرت. از این داده ها برای اصلاح فواصل تعویض استفاده کنید. برنامه‌های{7}}در دمای بالا نیاز به نظارت دقیق دارند.

Supplier Qualification. Not all suppliers can deliver sensors that perform at >350 درجه. تامین کننده خود را با درخواست داده های آزمایشی در 400 درجه بیش از 1000 ساعت واجد شرایط کنید. درخواست نمونه برای اعتبار سنجی در خانه. یک تامین کننده معتبر این داده ها را بدون تردید ارائه می دهد.