Кожний металевий матеріал має фіксований лінійний коефіцієнт теплового розширення, і невідповідність між коефіцієнтом розширення сплаву оболонки термопари та прес-форми є фактором, який легко не помітити, що спричиняє довготривалу-нестабільність контакту та температурний дрейф. Коли гарячеканальна труба нагрівається до температури виробництва, оболонка зонда та стінка монтажного отвору колектора/форсунки розширюються з різною швидкістю, змінюючи герметичність стиснення байонетної конструкції пружини, утворюючи змінні повітряні зазори між кінчиком датчика та дном отвору, що призводить до поступового збільшення відхилення вимірювань після тижнів безперервного виробництва. Підбір матеріалів оболонки термопари з аналогічними коефіцієнтами розширення до форми сталі та оптимізація ходу стиснення пружини можуть підтримувати стабільний тісний контакт у повному діапазоні температур.
Пластини для гарячого каналу здебільшого виготовлені з прес-форми P20, H13, S136 з коефіцієнтом лінійного теплового розширення від 11,0×10⁻⁶/градус до 13,5×10⁻⁶/градус. Різні сплави оболонки термопари мають дуже різні коефіцієнти розширення: звичайна нержавіюча сталь 304 становить 17,2×10⁻⁶/градус, нержавіюча сталь 316L – 16,0×10⁻⁶/градус, сплав Hastelloy – 12,8×10⁻⁶/градус, сплав інконель – 13,1×10⁻⁶/градус. Чим ближче коефіцієнт розширення оболонки до сталі, що формується, тим менша різниця розширення під час нагрівання та стабільніший контактний тиск пружинного зонда.
Звичайні оболонки з нержавіючої сталі 304 мають набагато вищий коефіцієнт розширення, ніж формована сталь H13. Коли форма нагрівається до 300 градусів, зовнішній діаметр оболонки розширюється набагато більше, ніж внутрішній діаметр монтажного отвору, щільно стискаючи стінку отвору та надмірно стискаючи вбудовану-пружину. Після тривалого-пере-стиску пружина зазнає пружної втоми та втрачає силу відскоку. Коли форма охолоджується, оболонка стискається назад, і втомлена пружина не може штовхнути чутливий наконечник, щоб він відповідав дну отвору, утворюючи фіксований повітряний зазор 0,3–0,6 мм, викликаючи безперервний дрейф температури на 4–9 градусів. Цей дрейф розвивається повільно і не має сигналу тривоги, лише відображається в нестабільному допуску розмірів продукту та дефектах зовнішнього вигляду після масового виробництва.
Оболонки з високотемпературних-сплавів Hastelloy та Inconel мають коефіцієнти розширення, які дуже відповідають гарячеканальній сталі H13 і S136. Різниця розширення між оболонкою та стінкою монтажного отвору після нагрівання контролюється в надзвичайно малому діапазоні, пружина витримує лише помірне навантаження на стиснення без тривалої -втоми від-екструзії, а сила пружного стиснення може підтримуватися більше 5 місяців за 24-годинного безперервного виробництва. Для високотемпературних гарячеканальних форм PEEK із армованого скловолокном пластику з довгостроковою робочою температурою понад 320 градусів обов’язкові оболонки з високоякісного сплаву, щоб уникнути ослаблення контакту, спричиненого невідповідністю розширення.
Навіть із відповідними коефіцієнтами розширення сталі оболонки та прес-форми необґрунтована конструкція ходу пружини все одно призведе до порушення контакту. Під час налаштування байонетних термопар зарезервований хід стиснення пружини повинен зберігати 1–2 мм буферного простору відповідно до максимальної різниці теплового розширення оболонки та отвору форми. Якщо хід стиснення пружини занадто короткий, навіть невеликі різниці розширення повністю стиснуть пружину до межі, що призведе до втомного руйнування; надмірний хід призведе до того, що чутливий наконечник нещільно хитатиметься всередині отвору під час вібрації форми, що призведе до коливань показань температури.
Підтримка заходів оптимізації для компенсації ризиків невідповідності коефіцієнта розширення. Для існуючих прес-форм, оснащених зондами з нержавіючої сталі 304, які не можна замінювати партіями, збільште зарезервовану глибину монтажного отвору термопари на 1,5 мм, щоб розширити діапазон буфера стиснення пружини, і оновіть стандартні пружини на пружини зі сплаву з високою -захистом-втоми, щоб протистояти надмірному-послабленню еластичності стиснення. Розробляючи нові гарячеканальні прес-форми, віддайте перевагу відповідним термопарам із оболонки з хастеллою для високотемпературних форм безперервного-виробництва та зарезервуйте стандартні буферні отвори для зондів на етапі креслення. Під час регулярного щомісячного технічного обслуговування витягніть зонди, щоб перевірити еластичність відскоку пружини; повільний і неповний відскок вказує на те, що тривале-стиснення розширення спричинило втому, і зонд потрібно замінити заздалегідь, щоб усунути приховані небезпеки дрейфу.
Розумне узгодження коефіцієнта розширення оболонки термопари та матеріалу сталевої форми може підтримувати контактний зазор між наконечником датчика та дном отвору меншим за 0,1 мм у повному діапазоні температур від кімнатної до високої температури виробництва, принципово вирішуючи довго-термінові приховані дефекти дрейфу температури, спричинені непослідовною деформацією металевих компонентів від теплового розширення.
