Bei jedem Hochfahren und Herunterfahren eines Heißkanals sind Thermoelemente extremen Temperaturschocks, Ausdehnungsunterschieden und Umgebungsveränderungen ausgesetzt. Diese wiederholten Zyklen gehören zu den schädlichsten Bedingungen, denen Thermoelemente ausgesetzt sind, und verursachen oft mehr Stress als der Dauerbetrieb. Wenn Sie wissen, wie sich die Sensoren durch An- und Abschaltungen verschlechtern, können Sie die Wartungspraktiken verbessern und die Lebensdauer verlängern.
Während des Startvorgangs erwärmt sich das Heißkanalsystem innerhalb von Minuten von Raumtemperatur auf Betriebstemperatur -oftmals um 250 Grad oder mehr-. Dieser schnelle Temperaturanstieg führt zu einem schweren Thermoschock. Die Thermoelementhülle, die internen Drähte und die Magnesiumoxid-Isolierung dehnen sich jeweils unterschiedlich schnell aus und erzeugen mechanische Spannungen im Inneren des Sensors. Über viele Zyklen hinweg schwächt diese Belastung die Verbindung, beschädigt die Isolierung und verursacht Mikrorisse, die zu Signaldrift oder -ausfall führen.
Abschaltungen erzeugen umgekehrt ähnlichen Stress. Da das System schnell abkühlt, ziehen sich die Materialien ungleichmäßig zusammen. In der Fabrikumgebung vorhandene Feuchtigkeit kann bei sinkenden Temperaturen im Thermoelementmantel kondensieren, insbesondere wenn der Sensor auch nur geringfügige Schäden aufweist. Feuchtigkeit verschlechtert den Isolationswiderstand, was mit der Zeit zu Signalrauschen und Kurzschlüssen führt.
Besonders schädlich ist ein Temperaturüberschuss beim Start. Die Heizgeräte laufen mit voller Leistung, bis das Thermoelement den Sollwert erreicht. Ein langsam reagierender Sensor verzögert die Rückmeldung und führt zu erheblichen Übertemperaturen. Diese zusätzliche Wärme beschleunigt die Oxidation von Thermoelementlegierungen, verkürzt die stabile Lebensdauer und erhöht die Drift.
Häufige Formwechsel verstärken die Zyklenbelastung. In Anlagen, in denen täglich mehrere Formen betrieben werden, werden Thermoelemente wiederholt erhitzt und abgekühlt. Jeder Zyklus erhöht die strukturelle Ermüdung und verkürzt die Lebensdauer des Sensors im Vergleich zur kontinuierlichen Langzeitproduktion.
Lufteinwirkung während des Abkühlens erhöht die Oxidation. Wenn der Heißkanal ausgeschaltet ist und abkühlt, dringt Sauerstoff in mikroskopisch kleine Lücken in der Ummantelung ein, insbesondere bei hohen Temperaturen. Diese Oxidation verändert die elektrischen Eigenschaften der Thermoelementdrähte und führt zu einer allmählichen Verschiebung der Kalibrierung.
Die physische Handhabung während des Formenwechsels erhöht die mechanische Belastung. Bei Werkzeugwechseln werden Thermoelemente häufig getrennt, verlegt und wieder angeschlossen. Biegen, Ziehen und Verdrehen können Kabel beschädigen, Verbindungen lockern oder zu innerer Ermüdung der Drähte führen.
Kondensation und Kontamination während des Abschaltens führen zu langfristigen Problemen. Beim Abkühlen verbinden sich Kunststoffdämpfe, Ölnebel und Feuchtigkeit im Inneren des Heißkanals und hinterlassen Ablagerungen, die die Thermoelementspitze und die Anschlüsse korrodieren.
Schrittweise Startprozeduren reduzieren den Stress. Langsames Erhitzen ermöglicht eine gleichmäßige Wärmeausdehnung und minimiert so innere Schäden. Ebenso verringert eine kontrollierte Kühlung die Kondensations- und Oxidationsraten.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Anlauf- und Abschaltzyklen eine starke thermische und mechanische Belastung für Thermoelemente darstellen. Schonende Heizprofile, sachgemäße Lagerung und sorgfältige Handhabung erhöhen die Sensorzuverlässigkeit erheblich.
