Щоденні виробничі гарячоканальні прес-форми проходять повторювані цикли термічного удару: відключення при кімнатній температурі → нагрівання до виробничої температури → охолодження до кімнатної температури, і кожен цикл генерує змінну термічну напругу розтягування та стискання на кожному компоненті термопари, включаючи точки зварювання гарячих з’єднань, дріт із сплаву, мінеральну ізоляційну начинку та металеві оболонки. Довготривале-накопичення пошкоджень від циклічного термічного удару постійно скорочує теоретичний термін служби термопар, а форми з частим щоденним запуском і вимкненням мають частоту відмов у більш ніж удвічі більшу, ніж 24-годинні форми безперервного виробництва. Аналіз механізму пошкодження кожного компонента під час термічного удару та формулювання стандартизованих процедур повільного нагрівання та повільного охолодження може ефективно знизити інтенсивність теплового стресу та подовжити середній цикл експлуатації термопар більш ніж на 40%.
Найбільш уразливою частиною до пошкоджень від термічного удару є точка зварювання гарячого спаю термопари. Дроти з хромелевих і алюмелевих сплавів типу K- мають різні коефіцієнти лінійного теплового розширення; кожного разу, коли температура підвищується і падає, два дроти розширюються і стискаються з різною швидкістю, створюючи невелику змінну напругу в зварювальному з’єднанні. Після сотень циклів термічного удару на поверхні точки зварювання з’являються мікровтомні тріщини, які поступово переростають у приховані дефекти часткового роз’єднання. Коли форма нагрівається і тріщина розширюється під дією теплового розширення, ланцюг від’єднується, викликаючи аварійний сигнал максимальної температури TC; коли форма охолоджується та стискається, тріщина знову контактує, щоб відновити нормальні показання, утворюючи випадкові--відтворювані періодичні розімкнуті-несправності ланцюга, які серйозно заважають плануванню масового виробництва. Термопари, які використовують вакуумне зварювання, можуть зменшити термічне напруження внутрішніх бульбашок, уповільнюючи швидкість утворення тріщин більш ніж на 60% порівняно зі звичайними-зварювальними зондами з відкритим повітрям, що є основним стандартом вибору для прес-форм із частими тепловими ударами при запуску та зупинці.
Наповнювач з мінерального оксиду магнію всередині оболонки зазнає нещільного ущільнення під час циклічних змін температури. -Ущільнений порошок оксиду магнію високої щільності та оболонка з нержавіючої сталі мають невідповідні швидкості розширення; повторне розширення при нагріванні та стиснення при охолодженні поступово послабить спочатку щільний наповнювальний порошок, утворюючи велику кількість крихітних повітряних проміжків між внутрішніми дротами зі сплаву та ізоляційним порошком. Повітряні зазори знижують ефективність теплопровідності, спричиняючи температурний дрейф, і волога в повітрі майстерні проникає в нещільні зазори під час охолодження форми, знижуючи опір ізоляції та викликаючи періодичні короткі -несправності замикання. Форми, які зберігають постійну температуру протягом 24 годин без частого охолодження, зберігають стабільну компактність наповнення оксидом магнію протягом тривалого часу, тоді як форми, які повністю охолоджуються після кожної зміни, з’являться нещільним наповненням протягом 2-3 місяців використання, що значно прискорює старіння зонда.
Зовнішня металева оболонка зазнає зворотно-поступального пошкодження від тертя зі стінкою монтажного отвору прес-форми під час циклів термічного удару. При нагріванні зовнішній діаметр оболонки розширюється і щільно стискає стінку отвору; при охолодженні оболонка стискається, утворюючи крихітний зазор між оболонкою та стінкою отвору. Багаторазове зворотно-поступальне видавлювання та тертя дряпають поліровану поверхню оболонки, утворюючи мікрокорозійні ями. Корозійний газ у результаті розкладання пластику накопичується в ямках, що з часом прискорює пошкодження перфорації оболонки. Форми з частими термічними ударами мають явні сліди корозії подряпин на оболонці зонда після одного місяця використання, тоді як прес-форми, що постійно працюють, мають лише незначний рівномірний знос через півроку. Тонкостінні-оболонки мікротермопар із товщиною стінки менше 0,15 мм є більш чутливими до термічного удару, пошкодженого тертям, і схильні до непроникнення після короткочасних-частих циклів охолодження та нагрівання.
Внутрішні багатожильні скручені дроти зі сплаву накопичують ушкодження від кручення під впливом змінної термічної напруги. Різне теплове розширення кожної тонкої сплавної нитки всередині багатожильного дроту створює взаємне тертя та екструзію між жилами під час кожного циклу теплового удару; тривале -тертя, що повторюється, зношує поверхневий шар пасивації оксиду нитки, прискорюючи дрейф окислення між-нитками. Одножильні одножильні дроти запобігають ушкодженню тертям між жилами, але загальний дріт зазнає концентрованого термічного навантаження, і в місцях згинання легко утворюються тріщини після кількох циклів теплового удару. Таким чином, прес-форми з частими термічними ударами та зігнутою проводкою повинні вибирати потовщені багато-жильні дроти з пасивуючим покриттям на кожній поверхні нитки, щоб збалансувати ефективність проти-згинання та-термічного удару.
Стандартизовані специфікації повільного нагріву та повільного охолодження зменшують інтенсивність теплового удару. Перед офіційним запуском виробництва запровадьте сегментовані процедури нагріву: спочатку нагрійте всі зони гарячого каналу до 120 градусів і утримуйте їх протягом 30 хвилин, потім підвищуйте температуру на 50 градусів кожні 15 хвилин до досягнення заданої виробничої температури, уникаючи одно-швидкого нагрівання, яке створює сильний миттєвий термічний стрес. Після щоденної зупинки виробництва не вимикайте всю енергію опалення безпосередньо; підтримуйте постійну температуру гарячого каналу на рівні 150 градусів протягом однієї години, потім поступово знижуйте температуру на 40 градусів кожні 20 хвилин, поки не охолоне до кімнатної температури, уповільнюючи швидкість охолодження, щоб зменшити змінну амплітуду напруги. Для прес-форм, які повинні зупинити виробництво більше ніж на один день, накрийте колектор і сопло товстою теплоізоляційною бавовною, щоб уповільнити природне охолодження та зменшити швидкість зміни температури.
Підтримка цілеспрямованої оптимізації вибору термопар для прес-форм, що часто піддаються термічним ударам: віддавайте пріоритет вакуумним-герметичним гарячим спаям із високою-мінеральною{2}}ізоляцією MI -ізольованими зондами з потовщеними анти{3}}оболонками зі сплаву проти зносу; уникайте ультра-мікрозондів із тонкою стінкою та недорогих-зондів для зварювання відкритим{6}}повітрям. Скоротіть регулярний цикл перевірки розбирання термопар до кожні два тижні, перевірте місце зварювання на наявність зміни кольору та мікротріщин і заздалегідь замініть зонди з тріщинами від втоми, щоб уникнути раптового-припинення виробництва контуру. Завдяки зниженню інтенсивності термічного удару за допомогою стандартизованих процесів нагрівання та відключення та підбору високоефективних-датчиків{11}}захистів від теплового удару можна істотно сповільнити термін служби термопар, спричинений циклічними змінами температури, значно скоротивши річну вартість заміни запасних частин прес-форм для частого запуску та зупинки.
