چرا مواد عایق سیم ترموکوپل عمر سرویس دونده داغ را تعیین می کند؟

لایه عایق داخلی ترموکوپل های رانر داغ، سیم های ترموالکتریک مثبت و منفی را برای جلوگیری از شکست{0}مدار کوتاه، جدا می کند و عایق غلاف بیرونی در برابر دمای بالا، خوردگی مذاب، آلودگی روغن و اصطکاک مکانیکی در محیط کار قالب مقاومت می کند. مواد عایق مختلف دارای مقاومت دمایی متمایز، پایداری شیمیایی و چقرمگی مکانیکی هستند که به عامل اصلی تعیین کننده چرخه سرویس ترموکوپل ها در محیط های مختلف کاربرد دونده داغ تبدیل می شود. مواد اصلی عایق مورد استفاده در صنعت عبارتند از عایق معدنی اکسید منیزیم، عایق پلاستیکی با دمای بالا{3} PTFE، عایق بافته شده با الیاف شیشه و عایق سیم پیچی میکا، که هر کدام دارای سناریوهای انحصاری دونده داغ هستند.

اکسید منیزیم (عایق معدنی MI) ماده پرکننده استاندارد برای ترموکوپل‌های راندر داغ{0} با کارایی بالا است. داخل غلاف فولادی ضد زنگ پر و فشرده می شود و دو سیم ترموالکتریک هسته را به طور جداگانه پیچیده می کند. اکسید منیزیم دارای عملکرد عالی عایق{3}}در دمای بالا، مقاومت عایق پایدار بالای 1000 درجه و رسانایی حرارتی خوب است که می‌تواند به سرعت دمای غلاف را به سیم‌های آلیاژ داخلی منتقل کند تا از سنجش زمان واقعی اطمینان حاصل شود. در عین حال، ساختار پرکننده جامد می تواند سیم های داخلی را محکم ثابت کند و از جابجایی سیم داخلی و شکستگی ناشی از خمش مکرر، ارتعاش قالب و انبساط و انقباض حرارتی جلوگیری کند. محدودیت عایق اکسید منیزیم این است که نمی توان آن را برای مدت طولانی در معرض رطوبت قرار داد. اکسید منیزیم مرطوب منجر به کاهش شدید مقاومت عایق می شود و باعث اتصال کوتاه متناوب می شود. بنابراین، ترموکوپل های MI باید مجهز به کانکتورهای مهر و موم شده باشند و قطعات یدکی باید در محیط خشک نگهداری شوند. همه ترموکوپل‌های سرنیزه فنری که در دونده‌های داغ خودرویی و پزشکی استفاده می‌شوند، ساختار عایق معدنی کامل اکسید منیزیم را دارند.

عایق PTFE (پلی تترا فلوئورواتیلن) ​​به طور گسترده در ترموکوپل‌های تمیز-گرید و درجه حرارت پایین- استفاده می‌شود. PTFE در دمای بالا مواد فرار سمی تولید نمی‌کند، دارای مقاومت در برابر خوردگی قوی در برابر گازهای فرار اسیدی-بازی که در اثر ذوب پلاستیک رسوب می‌کنند دارد، و زباله‌ها را برای آلوده کردن ذوب‌های پزشکی و غذایی{4}دریافت نمی‌کند. محدوده دمای کار مداوم آن -20 درجه تا 260 درجه است، بنابراین بیشتر برای عایق سیم بیرونی خطوط خروجی ترموکوپل استفاده می شود و با نازل های میکرو قالب های یکبار مصرف پزشکی مطابقت دارد. نقطه ضعف PTFE مقاومت ضعیف در برابر دمای بالا است. هنگامی که دمای محلی برای مدت طولانی از 300 درجه فراتر رود، مواد نرم شده و پیر می شوند و در نتیجه لایه عایق ذوب می شود و سیم اتصال کوتاه می شود. بنابراین، PTFE را نمی توان به عنوان عایق پرکننده داخلی پروب در نزدیکی منطقه گرمایش دونده داغ استفاده کرد و فقط می تواند در قسمت سیم کشی انتهای سرد خارج از صفحه قالب اعمال شود.

عایق بافته شده با الیاف شیشه، مقرون به صرفه ترین-مواد عایق عمومی برای ترموکوپل های ورودی{1}}راهنده داغ است. این دارای هزینه مواد خام کم، انعطاف پذیری خمشی خاص است و می تواند دمای کار طولانی مدت زیر 550 درجه را تحمل کند، که برای ترموکوپل های نوع J- قالب های معمولی بسته بندی گرم رانر مناسب است. عیوب الیاف شیشه واضح است: ساختار بافته شده دارای شکاف هایی است که به راحتی روغن کارگاه، گرد و غبار و رسوبات کربن پلاستیک را جذب می کند و در نتیجه عملکرد عایق پس از استفاده طولانی مدت کاهش می یابد. فیبر شکننده است و به راحتی شکسته می شود و در صورت خم شدن مکرر می افتد و زباله های رسانا را در داخل کابل ایجاد می کند تا اتصال کوتاه ایجاد کند. علاوه بر این، فیبر شیشه هنگام پوشیدن، گرد و غبار الیاف ریز را آزاد می کند، که نمی تواند الزامات بهداشتی کارگاه های تولید پزشکی را برآورده کند، بنابراین به طور کامل از سنسورهای پشتیبانی کننده دونده داغ پزشکی حذف می شود.

عایق سیم‌پیچ میکا بیشتر برای ترموکوپل‌های با دمای بالا{0} ویژه که با PEEK، LCP و سایر پلاستیک‌های مهندسی با دمای بالا-همسان شده‌اند استفاده می‌شود. میکا می تواند دمای لحظه ای بالاتر از 1300 درجه را تحمل کند و عملکرد عایق پایداری در زیر تابش دمای بالا{{4} مدت طولانی دارد. اغلب روی سطح سیم‌های آلیاژی ترموکوپل ضخیم در داخل نازل‌های{7}}در دمای بالا پیچیده می‌شود. با این حال، میکا انعطاف پذیری ضعیفی دارد و در هنگام خم شدن به راحتی ترک می شود، بنابراین نمی توان از آن برای پروب های غلاف نازک میکرو که نیاز به خم شدن و جداسازی مکرر دارند استفاده کرد و فقط به ساختارهای پروب مستقیم ثابت صفحات منیفولد بزرگ محدود می شود.

در فرآیند انتخاب مدل ترموکوپل، تکنسین ها ابتدا باید بالاترین دمای مداوم منطقه گرمایش رانر داغ و استانداردهای محیطی تولید را برای انتخاب مواد عایق منطبق قضاوت کنند. بسیاری از خرابی های زودرس ترموکوپل در کارگاه به دلیل عدم تطابق مواد عایق ایجاد می شود: به عنوان مثال، استفاده از پروب های عایق شده با الیاف شیشه برای قالب های پزشکی منجر به آلودگی محصول می شود. استفاده از سیم‌های عایق‌شده PTFE برای گسترش به ناحیه نازل{1}}در دمای بالا منجر به ذوب شدن عایق و اتصال کوتاه می‌شود. تطابق معقول مواد عایق می تواند عمر متوسط ​​ترموکوپل های رانر داغ را بیش از 50 درصد افزایش دهد و به طور موثر فرکانس تعمیر و نگهداری خاموش شدن ناگهانی ناشی از آسیب عایق را کاهش دهد.