Що спричиняє температурний дрейф термопари під час високотемпературного-гарячеканального формування?

Термічний дрейф — це повільне постійне відхилення показань термопари від справжньої температури гарячого каната під дією тривалого високотемпературного навантаження, що є основною прихованою причиною повільного погіршення якості високотемпературного формування пластмас PEEK, LCP і PPS. Багато техніків прес-форм калібрують дрейф лише після того, як у партіях з’являються очевидні дефекти, не знаючи багато-корінних причин, які виникають через зміни мікроструктури дроту зі сплаву, хімічної корозії оболонки та погіршення ізоляції. Аналіз процесів утворення дрейфу та спеціальні контрзаходи забезпечують проактивне придушення відхилень вимірювання температури для над-високо-температурних гарячеканальних виробничих ліній.

Дрейф в основному зумовлений рекристалізацією мікроструктури легованого дроту під дією тривалої високої температури. Стандартні хромель-алюмелеві дроти K-типу зазнають перегрупування внутрішніх меж зерен, якщо вони постійно витримуються при температурах вище 380 градусів протягом сотень виробничих годин. Оксиди металів утворюють крихітні виділення вздовж меж зерен сплаву, змінюючи лінійну криву відгуку термоелектричного потенціалу та створюючи постійний негативний або позитивний зсув дрейфу, який збільшується щодня. Термопарні сплави типу N- містять кремній і рідкоземельні добавки, які перешкоджають рекристалізації зерен і обмежують дрейф менш ніж на 0,8 градуса після 720 годин роботи при 420 градусах. Немодифіковані дроти типу K- дрейфують більше ніж на 2,5 градуса за тих самих високих температур. Швидкий термічний цикл між гарячою робочою температурою та охолодженим вимкненням форми призводить до повторюваних навантажень розширення та стиснення металу на зернах сплаву, що сприяє рекристалізації.

Джерело вторинного дрейфу: відкладення вуглецю на поверхні оболонки утворює теплоізоляційні бар’єри. Високотемпературний розплав смоли виділяє леткі вуглеводневі гази, які карбонізуються на поверхнях оболонки термопари, утворюючи щільні відкладення сажі з низькою теплопровідністю. Навіть вуглецеве покриття товщиною 0,05 мм обмежує передачу тепла від металу гарячої канальні до з’єднання датчика та спричиняє постійний низький температурний дрейф на 1-3 градуси, який посилюється, оскільки вуглець накопичується протягом тижнів виробництва. Їдкі галогени та -займисті летючі речовини пластику втравлюють мікро-поглиблення на поверхнях оболонок з нержавіючої сталі, що призводить до вищої швидкості адгезії вуглецю та прискореного просування дрейфу порівняно з некорозійними параметрами формування PP/ABS.

Третинний фактор дрейфу: погіршена ізоляція оксиду магнію всередині броньованих оболонок. У нових термопарах використовується-наповнений вакуумом порошок оксиду магнію для забезпечення стабільної ізоляції та теплопередачі між позитивним і негативним дротами зі сплаву. Тривале випікання при надвисокій температурі призведе до повільного розкладання ізоляційного порошку та створення мікроскопічних повітряних проміжків, що погіршить ефективність теплопровідності від оболонки до внутрішнього чутливого з’єднання. Пара проникає через мікро-отвори в оболонці та забруднює ізоляційний порошок провідним залишком вуглецю, сприяючи збільшенню дрейфу та періодичним коливанням сигналу температури та безперервному зміщенню зсуву. Низько{6}}вартісні не-вакуумні сипкі порошкові загальні термопари мають у 3–5 разів руйнування ізоляції та швидкість дрейфу в 3–5 разів вищу, ніж фірмові датчики-з вакуумним наповненням.

Швидкість теплового дрейфу прискорюється факторами прискорення навколишнього середовища. Хімічно активне забруднення повітря,-що містить сірку, взаємодіє з дротами термопар із нікелевих сплавів за високої температури та утворює крихкі шари сульфіду нікелю, які спотворюють вихідний термоелектричний сигнал. Цикли запуску/зупинки прес-форми створюють термічний удар, який руйнує внутрішній ізоляційний порошок і прискорює рекристалізацію сплаву. Використання змішаної переробленої пластикової сировини з високим вмістом наповнювача та антипіренів утворює більше корозійних летких речовин, які роз’їдають поверхні оболонки та прискорюють накопичення вуглецю, тим самим скорочуючи цикл перед спостережуваним дрейфом наполовину, ніж для формування з чистої смоли.

Ієрархічні методи пом'якшення пригнічують надмірний температурний дрейф. По-перше, вам слід використовувати термопари з рідкоземельних сплавів N-типу з антикорозійними оболонками з інконелю на всіх гарячих каналах, що працюють при температурі понад 380 градусів. Це сповільнить рекристалізацію сплаву та корозію оболонки. II. Кожні два тижні очищайте вуглецеві відкладення на головках і оболонках датчиків, щоб видалити шари вуглецю, які утворюють тепловий бар’єр, перш ніж виникне будь-який помітний дрейф. По-третє, необхідно періодично планувати калібрування печі сухого-блоку, щоб кількісно визначити сукупний дрейф і виконати корекцію зміщення каналу контролера до того, як розбіжність перевищить критичні рівні якості. По-четверте, обмежте непотрібні цикли охолодження-форми, щоб запобігти термічному удару внутрішніх компонентів термопари. Для безперервного 24-годинного високотемпературного масового виробництва попереджувальна-заміна термопари кожні три місяці повністю усуває дефекти якості, спричинені дрейфом.