Модифіковані пластики, армовані скловолокном (GF-PP, GF-ABS, GF-PA66, GF-PPS), широко використовуються в автомобільних конструктивних деталях, електронних кронштейнах і промисловому обладнанні, а їх опорні термопари з гарячим каналом часто мають скорочений термін служби, серйозні дрейфи та пошкодження перфорації оболонки порівняно зі звичайними не-армовані пластикові форми. Особливі фізичні та хімічні властивості розплаву скловолокна є основною причиною прискореного старіння термопари, і цілеспрямована індивідуальна конструкція оболонки та зонда може ефективно вирішити цю галузеву проблему.
Перш за все, високо{0}}температурний розплав скловолокна має сильні фізичні абразивні властивості. Після того, як пластик розплавиться під нагріванням у гарячому каналі, нитки твердого скловолокна, зважені в розплаві, постійно омиватимуть і натиратимуть внутрішню стінку затвора та колектора на високій швидкості потоку. Невелика частина розплаву проникне в крихітний зазор між наконечником датчика термопари та стінкою монтажного отвору під тиском інжекції. Скловолокно в просякнутому розплаві діє як абразивний пісок, безперервно дряпаючи поверхню оболонки з нержавіючої сталі під час кожного циклу відкриття та закриття прес-форми, теплового розширення та стиснення. Звичайні гладкі оболонки з нержавіючої сталі 304 будуть подряпані крихітними ямками через один-два місяці виробництва, і ямки стануть точками корозії для газу розкладання пластику, поступово поширюючись до перфорації та внутрішнього короткого замикання дроту. Крім того, під час розбирання насадки для очищення затвора від нагару залишки скловолокна, прикріплені до поверхні зонда, дряпатимуть оболонку під час протирання, прискорюючи накопичення пошкоджень.
По-друге, армований скловолокном пластик під дією надмірного нагрівання виділяє висококорозійний кислий летючий газ. Щоб покращити силу зв’язку між скловолокном і пластиковою матрицею, до сировини додадуть силанові зв’язуючі агенти та вогнезахисні добавки. Після високотемпературного-термічного розкладання ці добавки виробляють хлористий водень і сульфід, корозійний газ, який постійно руйнує металеву оболонку термопари. Звичайні термопарні дроти із залізо-сплаву типу J- надзвичайно чутливі до сульфідної корозії, тому дріт окислюється та швидко ламається; звичайні оболонки з нержавіючої сталі 304 не містять молібденових антикорозійних-компонентів, і вони можуть утворювати точкову корозію внаслідок довготривалої-ерозії кислотним газом, що призводить до пошкодження ізоляційного шару всередині зонда. Навіть дроти з нікель-хромового сплаву K-типу матимуть підвищену швидкість дрейфу температури в агресивному газовому середовищі, а точність калібрування впаде протягом 3 місяців без частого обслуговування.
По-третє, теплопровідність розплаву скловолокна нижча, ніж у чистого пластику, що може спричинити локальний перегрів чутливого наконечника термопари. Щоб забезпечити текучість матеріалів, армованих скловолокном, температуру нагрівання гарячого каналу потрібно підвищити на 20~40 градусів порівняно з чистою смолою. Довготривале-високо{5}}температурне робоче середовище збільшує швидкість окислення дротів із сплаву термопари, а амплітуда теплового розширення оболонки зонда стає більшою. Повторне тертя розширення та звуження між оболонкою та стінкою сталевого отвору прес-форми посилює абразивне зношування, утворюючи порочне коло зношування та корозії. Висока твердість вуглецевих відкладень зі скловолокна, прилиплих до чутливого наконечника, утворює ізоляційний шар, блокуючи теплопровідність, що призводить до прихованих помилок дрейфу температури, які не можуть бути виявлені контролером, а фактична температура розплаву набагато вища за значення зворотного зв’язку, що ще більше посилює розкладання пластику та газову корозію.
З метою аналізу характеристик відмови термопар у формуванні пластику, армованого скловолокном, промисловість сформувала стандартизовані схеми оптимізації. Що стосується матеріалу оболонки, замініть звичайну нержавіючу сталь 304 на нержавіючу сталь 316L або антикорозійний сплав Hastelloy, а також виконайте дзеркальне полірування поверхні, щоб зменшити адгезію скловолокна та абразивний знос. У конструктивному плані відповідно збільште товщину стінки оболонки зонда, застосуйте повністю герметичний пружинний байонет, щоб зменшити зазор між кінчиком датчика та стінкою отвору, відріжте канал для проникнення розплавленого скловолокна. Пріоритет надається термопарам із мінеральною-ізоляцією високого{6}}класу 1 К-типу, відмовляючись від зондів типу J-з низькою стійкістю до корозії; збільшити частоту регулярного очищення чутливого наконечника під час виробництва, щоб вчасно видалити відкладення вуглецю зі скловолокна. Для масового виробництва прес-форм із матеріалами з високим вмістом скловолокна (понад 30% GF) скоротіть цикл калібрування термопари до кожні два місяці, а повний цикл заміни – до чотирьох місяців, щоб уникнути раптової несправності, яка вплине на графік виробництва.
Після застосування індивідуальних схем термопари проти-зношування та анти-корозії середній термін служби датчиків у прес-формах для гарячої канальні з армованого скловолокном пластику можна збільшити більш ніж удвічі, ефективно зменшуючи частоту технічного обслуговування вимикання прес-форми та втрати партії дефектних продуктів, спричинені несправністю контролю температури.
