Як термічний цикл впливає на термін служби термопари в гарячих канатах?

Термічний цикл-повторне нагрівання та охолодження системи гарячого каната між запуском, виробництвом і зупинкою-є одним із найруйнівніших факторів стресу для термопар. Кожен цикл піддає датчик механічній напрузі через різне теплове розширення між зондом і отвором для кріплення. Якщо зонд виготовлено з інконелю (коефіцієнт теплового розширення ~14×10⁻⁶/градус), а форма є сталевою (~12×10⁻⁶/градус), зонд розширюється трохи більше, ніж отвір. У конструкції з пружинним-навантаженням ця збільшена довжина стискає пружину, зберігаючи контакт. Однак, якщо сила пружини недостатня або якщо зонд жорстко затиснутий, розширення може призвести до деформації зонда, згинання оболонки та розтріскування внутрішньої мінеральної ізоляції. Протягом сотень циклів ця втома призводить до мікро-тріщин у проводах, спричиняючи періодичні розриви ланцюгів. Термічний цикл також прискорює окислення сплаву термопари. Щоразу, коли датчик нагрівається до 350 градусів, нікель-хромовий і нікель-алюмелевий дроти окислюються на своїй поверхні, поступово змінюючи свій склад. Це окислення є сукупним-загальний час при високій температурі має значення, але кількість циклів має більше значення, оскільки кожна фаза нагрівання вводить свіжий кисень і створює нові шари оксиду. Оксидний шар на стику змінює термоелектричні властивості, викликаючи дрейф, який часто стрибає після вимкнення та перезапуску. Крім того, теплові цикли спричиняють розширення та звуження мінеральної ізоляції (MgO), утворюючи мікро-тріщини, які дозволяють проникненню вологи під час охолодження-періодів, коли датчик стискається та втягує вологе повітря. Волога знижує опір ізоляції, що призводить до шуму та непостійних показань. Щоб пом’якшити пошкодження, пов’язані з циклічним впливом, допомагають кілька стратегій: використовуйте термопари з товстішими оболонками, щоб протистояти вигину; переконайтеся, що попереднє натяг пружини достатнє, але не надмірне; нанесіть анти{26}}задирний склад на нитки, щоб запобігти заїданню, яке може спричинити заклинювання; і використовуйте програму плавного запуску, яка поступово нагріває колектор до 150 градусів перед подачею повної потужності, зменшуючи термічний удар. Деякі підприємства приймають політику не повністю охолоджувати гарячу канаву між короткими перервами-підтримуючи його при температурі «очікування» 150-180 градусів зменшує кількість повних термоциклів. Крім того, вибір термопари з більш пластичним матеріалом оболонки (наприклад, інконель 600 замість нержавіючої сталі 316) покращує стійкість до втоми. Виробники часто вказують термін служби своїх термопар-зазвичай від 5 000 до 10 000 циклів для стандартних пристроїв і до 20 000 для важких версій. Відстеження кількості теплових циклів (а не лише робочих годин) допомагає передбачити заміну. Підводячи підсумок, теплові цикли є тихим вбивцею термопар. Розуміючи його наслідки та впроваджуючи заходи пом’якшення, формувальники можуть подовжити термін служби датчиків і скоротити незаплановані простої, особливо на підприємствах, які працюють багатозмінно з частою зміною форми.