¿Cómo aceleran los ciclos de choque térmico la disminución de la vida útil del termopar?

Cada molde de canal caliente está sujeto a una serie de ciclos de choque térmico durante los turnos de producción diarios, desde un apagado en frío hasta una temperatura de producción alta y nuevamente a un enfriamiento. Los cambios cíclicos de temperatura severos inducen estrés térmico alternativo dentro de las sondas de termopar, corroyendo gradualmente los alambres de aleación, el aislamiento mineral y los materiales de la cubierta y provocando fallas prematuras antes de la vida útil teórica. Comprender los mecanismos del daño por choque térmico permite planificar la prevención y el mantenimiento específicos para frenar el deterioro por envejecimiento.

El estrés térmico causa el daño inicial a la soldadura de unión caliente del termopar. Los dos alambres de aleación distintos (el tipo K-es cromel-alumel) tienen diferentes coeficientes de expansión térmica. Cada ciclo de calentamiento y enfriamiento produce poca tensión de tracción y compresión en la junta soldada. Después de cientos de ciclos de temperatura, se forman microfracturas en la soldadura y progresivamente se extienden hasta una desconexión parcial que genera circuitos abiertos intermitentes ocultos. mientras se calienta el molde y se expande la soldadura, la grieta se separa por completo y provoca alarmas de temperatura máxima; Mientras se enfría la contracción, la grieta vuelve a hacer contacto y restablece las lecturas normales, se generan fenómenos de falla irregulares difíciles de repetir.

La degradación cíclica por choque térmico también se observa en el aislamiento de óxido de magnesio mineral de las sondas MI. La tasa de expansión de la funda de acero inoxidable es inconsistente con la tasa de expansión del polvo de óxido de magnesio y el aumento y descenso repetitivos de la temperatura provoca el aflojamiento del polvo de relleno compactado, lo que resulta en pequeños espacios de aire entre los alambres de aleación y el aislamiento. Los espacios de aire limitan la eficiencia de la conducción de calor, lo que produce cambios de temperatura. La humedad ingresa en los espacios sueltos durante el enfriamiento del molde, lo que reduce la resistencia del aislamiento y provoca cortocircuitos periódicos. Las sondas en moldes con arranques y paradas diarios frecuentes indican un llenado suelto de óxido de magnesio dentro de 2 a 3 meses, pero los moldes funcionando continuamente durante 24 horas mantienen un relleno espeso durante más de seis meses.

La funda metálica exterior tiene fricción de expansión y contracción cíclica con los orificios de montaje de acero del molde. Cada ciclo de calentamiento aumenta el diámetro exterior de la vaina, comprimiendo la pared del orificio. El enfriamiento encoge la vaina, creando espacios microscópicos. La fricción recíproca raspa la superficie de la vaina y forma picaduras de corrosión que atrapan el gas de descomposición del plástico y aumentan el daño de la perforación. En moldes con frecuentes cambios de turno, las vainas de las sondas muestran una clara corrosión por rayado, mientras que las sondas en producción continua solo muestran un desgaste moderado.

Estrategias de protección diferenciadas para los diferentes moldes de frecuencia de choque térmico. Para los moldes de producción intermitente que se dejan enfriar completamente después de cada turno, se deben implementar procesos de aumento de temperatura por etapas. Caliente todas las zonas a 120 grados y manténgalas así durante 30 minutos antes de aumentar a la temperatura de producción. No utilice un-calentamiento rápido en un solo paso, ya que genera un choque térmico violento. Una vez finalizada la producción, no apague inmediatamente la energía de calefacción. Mantenga la temperatura constante a 150 grados durante una hora para enfriar el molde lentamente y reducir la amplitud de la tensión alterna.

En la selección de productos de termopar para resistencia al choque térmico, utilice sondas MI de alta densidad completamente compactadas con sitios de soldadura de unión caliente sellados al vacío-. La soldadura al vacío elimina las burbujas de aire microscópicas cerca de la soldadura que crecen cuando se calientan y agrietan las juntas. Las vainas de aleación de paredes engrosadas aumentan la resistencia a la fricción en el contacto de expansión cíclica con los orificios del molde, lo que ralentiza la acumulación de corrosión por rayado. Para moldes con ciclos frecuentes de choque térmico de arranque y apagado, no se deben usar microsondas-de pared delgada-, porque las vainas ultra-delgadas no pueden resistir tensiones alternas-a largo plazo.

Enfoque de inspección regular: Sondas con choque térmico Al extraer las sondas durante el mantenimiento mensual, examine las soldaduras de las puntas de detección para detectar decoloración y pequeñas grietas. Reemplace las sondas con sitios de soldadura oscuros y agrietados de antemano para evitar una parada repentina de producción del circuito abierto-. Los procedimientos estandarizados de calentamiento y apagado pueden reducir la intensidad y frecuencia de los choques térmicos y pueden extender la vida útil del termopar en más del 40%.