Meccanismo di invecchiamento ad alta-temperatura dei tubi di riscaldamento in plastica e analisi dei guasti delle termocoppie
Il funzionamento continuo a-alta{1}}temperatura a lungo termine è la causa principale dell'invecchiamento delle prestazioni e dei guasti dei tubi di riscaldamento e delle termocoppie per la lavorazione della plastica. Molti improvvisi guasti al controllo della temperatura nella produzione non sono causati da danni ai componenti, ma dall'attenuazione cumulativa dell'invecchiamento in condizioni di lavoro ad alta-temperatura. Comprendere il meccanismo di invecchiamento ad alta-temperatura aiuta a formulare piani di manutenzione mirati ed evitare arresti imprevisti della produzione.
L'invecchiamento interno dei tubi riscaldanti si riflette principalmente nell'attenuazione delle prestazioni del nucleo riscaldante in lega di nichel-cromo e dello strato isolante ad alta-temperatura. Il funzionamento a lungo termine-ad alta-temperatura provoca una leggera variazione della resistenza del nucleo riscaldante, con conseguente potenza di riscaldamento non uniforme. Il materiale dello strato isolante invecchia e si restringe gradualmente, portando a uno squilibrio locale nella conduzione del calore e ad una maggiore perdita di calore. I rivestimenti in acciaio inossidabile subiscono una lenta ossidazione ad alta-temperatura, riducendo la conduttività termica superficiale e la resistenza alla corrosione.
Il guasto ad alta temperatura- della termocoppia si manifesta principalmente nella deriva dell'efficienza della conversione termoelettrica e nell'ossidazione della sonda. L'esposizione a lungo termine-all'atmosfera plastica volatile ad alta-temperatura provoca l'ossidazione della superficie della sonda e il cambiamento del rapporto dei componenti, con conseguente diminuzione della sensibilità del segnale. L'invecchiamento ad alta-temperatura peggiora la linearità della risposta alla temperatura e l'errore aumenta gradualmente con l'estensione dell'orario di lavoro.
Secondo i dati dei test di invecchiamento, i tubi riscaldanti che funzionano a lungo a temperature superiori a 350 gradi hanno un tasso di attenuazione delle prestazioni 2,1 volte quello delle condizioni di lavoro a temperatura convenzionale. La velocità di deriva del segnale della termocoppia aumenta di 1,8 volte in ambienti ad alta-temperatura e la probabilità di guasto aumenta in modo significativo dopo 4000 ore di funzionamento continuo.
Diversi tubi di riscaldamento strutturale hanno una resistenza all'invecchiamento alle alte-temperature diversa. I tubi riscaldanti fissi perforati hanno uno stato di montaggio stabile e una distribuzione uniforme del calore, con un lento invecchiamento locale. I tubi riscaldanti diritti hanno uno stress bilanciato e una velocità di invecchiamento stabile. I tubi riscaldanti angolari presentano una concentrazione di sollecitazione di flessione, che è soggetta a invecchiamento accelerato nelle posizioni locali in ambienti ad alta-temperatura.
La seguente tabella mostra le prestazioni di invecchiamento ad alta-temperatura e il tasso di guasto dei diversi componenti:
|
Tipo di componente |
Temperatura di lavoro |
Attenuazione delle prestazioni di 4000 ore |
Tasso di fallimento di 6000 ore |
Modulo principale per mancato invecchiamento |
|---|---|---|---|---|
|
Tubo riscaldante perforato |
350-420 gradi |
6.8% |
3.2% |
Attenuazione uniforme delle prestazioni |
|
Tubo di riscaldamento dritto |
350-420 gradi |
8.5% |
4.5% |
Leggero squilibrio di potenza |
|
Tubo di riscaldamento angolare |
350-420 gradi |
11.2% |
6.8% |
Fallimento dell'invecchiamento locale |
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Termocoppia di tipo J |
350-420 gradi |
Attenuazione della sensibilità del 12,5%. |
8.2% |
Sonda la deriva dell'ossidazione |
|
Termocoppia di tipo K |
350-420 gradi |
Attenuazione della sensibilità del 7,3%. |
4.1% |
Deriva lenta del segnale |
Misure efficaci di prevenzione dell'invecchiamento includono il controllo del carico di temperatura, la pulizia regolare e la calibrazione dei tempi. Evitare il funzionamento a lungo termine-a potenza eccessiva-nominale riduce la velocità di invecchiamento dei componenti. La rimozione regolare dei depositi di carbonio sulla superficie e delle macchie d'olio mantiene il trasferimento di calore e le prestazioni di rilevamento. La calibrazione tempestiva corregge gli errori del segnale di invecchiamento.
Padroneggiare le regole di invecchiamento dei componenti può realizzare una manutenzione predittiva, sostituire in anticipo le parti obsolete, evitare guasti improvvisi alle apparecchiature e garantire un funzionamento continuo e stabile delle linee di produzione.
Schemi professionali di manutenzione dell'invecchiamento possono essere formulati in base alla temperatura di lavoro effettiva e alle ore di funzionamento per prolungare la durata complessiva dei sistemi di controllo della temperatura.
