Усталость от термоциклирования: стабильность сигнала термопары для нагревателей медных втулок при повторяющемся запуске-остановке формы

Многие цеха литья под давлением работают с частыми циклами запуска и остановки из-за переключения партий и плановых перерывов. Повторяющееся тепловое расширение и сжатие приводит к циклической термической усталости медных вводных нагревателей и встроенных-узлов термопар. При непрерывном циклическом нагреве-охлаждении слабые места внутри нагревательных элементов и спаев термопар постепенно разрушаются. Согласно испытаниям ускоренного цикла, конструкции медных втулок работают намного лучше, чем нагреватели с открытой пружиной, однако качество спая термопары становится ограничивающим фактором при частых термических циклах.

Медь и сталь имеют разные коэффициенты теплового расширения. Каждый цикл нагрева приводит к расширению латунной втулки, а во время охлаждения следует сжатие. Встроенные спаи термопар, встроенные в конструкции медных вводов, испытывают циклические механические нагрузки наряду с перепадами температуры. В сварных соединениях термопар низкого- качества после сотен термоциклов образуются крошечные трещины, что приводит к повышению электрического сопротивления и возникновению неустойчивых сигналов температуры. Контроллер получает нестабильные показания и без необходимости регулирует мощность нагревателя, вызывая температурные колебания в расплаве горячеканальной системы. Нагреватели с открытой пружиной испытывают еще более сильную термоциклическую усталость; Ослабленная обмотка и оголенная изоляция проводов быстро разрушаются при многократном тепловом расширении.

Стабильная сварка спая термопары имеет решающее значение для циклических производственных сред. Высококачественная-вакуумная сварка образует прочные точки соединения, устойчивые к усталостным нагрузкам от многократного расширения и сжатия. Герметичный наполнитель вокруг проводов термопары внутри медных втулок надежно фиксирует положение датчика, останавливая микро-движения во время термоциклирования. Многие недорогие-комплексные узлы экономят на процессе сварки и уплотнении изоляционного наполнителя, что приводит к периодическим сбоям температуры после повторяющихся циклов запуска.

Ускоренное тестирование термического цикла фиксирует изменения производительности в ходе тысяч циклов нагрева и охлаждения. Циклы испытаний имитируют ежедневную остановку производства и возобновление операций, типичных для установок периодического формования.

表格

Мастерские с частым переключением партий должны включить регулярную регистрацию сигналов термопары в графики технического обслуживания. Регистрация температурной стабильности во время прогрева пресс-формы-помогает выявить ранние признаки усталости соединения еще до полного выхода из строя. Внезапные случайные скачки или падения температуры во время-нарастания температуры обычно указывают на разрушение спаев термопары, а не на перегорание нагревателя.

Понимание характеристик термоциклической усталости помогает выбрать нагреватель и термопару для периодического серийного производства. Специальные справочные данные испытаний на термическую усталость могут помочь в выборе компонентов горячеканальных систем для проектов многопартийного формования с частым-переключением, чтобы продлить срок службы и уменьшить количество непредвиденных отключений.

Количество слов: 1063

Статья 9. Эффекты загрязнения поверхности пресс-формы: как мониторинг термопары отслеживает летучие отложения на нагревателях медных втулок

Пластиковая смола выделяет летучие органические пары при высокой температуре обработки. Эти пары конденсируются и со временем образуют тонкие слои загрязнений на поверхностях горячеканальных нагревателей. Даже нагреватели с медными втулками с герметичной конструкцией сталкиваются с медленным накоплением летучих веществ по краям и портам проводки. Слои загрязнений изменяют коэффициент теплового излучения поверхности и характеристики теплопередачи, а датчики термопары могут улавливать незначительные температурные изменения задолго до того, как загрязнение создаст видимое накопление углерода. Согласно непрерывному наблюдению за производством, отслеживание данных о температуре от систем термопар поддерживает прогнозные планы очистки, вместо того, чтобы ждать, пока дефекты продукта вызовут необходимость технического обслуживания.

Тонкие летучие отложения действуют как тепловые барьеры на внешних поверхностях нагревателя. На начальной стадии загрязнения слой остается тонким и полу-прозрачным, поэтому визуальный осмотр не позволяет легко обнаружить скопление. Слой загрязнений замедляет отвод тепла и вызывает небольшое повышение температуры на поверхности медного ввода. Встроенная-термопара фиксирует этот постепенный сдвиг температуры, при этом качество расплава остается приемлемым. Если производство продолжается без очистки, отложения утолщаются, обугливаются и превращаются в слои твердого углерода, создавая локальные горячие точки и ускоряя старение изоляции нагревателя. Нагреватели с открытой пружиной задерживают летучие вещества между открытыми обмотками, поэтому загрязнение накапливается гораздо быстрее.

Гладкая металлическая поверхность медной втулки замедляет прилипание загрязнений по сравнению с конструкциями с грубой намоткой, но загрязнение не может быть полностью устранено при формовочной смоле, выделяющей большое количество летучих веществ. ПВХ и некоторые модифицированные огнестойкие-пластики во время обработки выделяют тяжелые летучие вещества, ускоряющие образование поверхностных отложений. Журналы трендов термопар отслеживают базовую температуру при фиксированной рабочей уставке. Медленный дрейф измеренной температуры вверх при неизменной настройке мощности служит ранним предупреждением о загрязнении поверхности.

Сравнительные испытания фиксируют ухудшение характеристик при непрерывной обработке летучих смол.

Рабочие процессы профилактического обслуживания используют исторические данные термопар для планирования задач по очистке. Вместо разборки по фиксированному календарю-техническое обслуживание активируется, когда температурный дрейф превышает заданный порог. Этот метод позволяет избежать ненужного разбора формы и предотвращает позднюю очистку, которая приводит к карбонизации и браку продукта. Во время операций по очистке необходимо защищать поверхность медной втулки и место соединения проводов термопары, чтобы избежать царапин или повреждения проводов.

Мониторинг тенденций с помощью термопар превращает обнаружение загрязнений из реактивного ремонта в профилактическое обслуживание горячеканальных нагревателей с медными втулками. Оценка летучих выбросов-отдельного материала и установка пороговых значений данных помогают составить надежные графики технического обслуживания для различных сред обработки смол.