Jede Heißkanalform durchläuft wiederholte Thermoschockzyklen vom Kaltabschalten bis zur hohen Produktionstemperatur und kühlt dann während der täglichen Produktionsschichten wieder ab. Zyklische drastische Temperaturänderungen erzeugen wechselnde thermische Spannungen im Inneren von Thermoelementsonden, erodieren schrittweise Legierungsdrähte, mineralische Isolierungen und Mantelmaterialien und lösen einen vorzeitigen Ausfall weit vor der theoretischen Lebensdauer aus. Die Klärung der Schadensmechanismen durch Thermoschock hilft bei der Formulierung gezielter Schutz- und Wartungspläne, um den Alterungsverfall zu verlangsamen.
Ein Thermoschock beschädigt zunächst den heißen Schweißpunkt des Thermoelements. Die beiden unterschiedlichen Legierungsdrähte (Chromel-Alumel für den Typ K-) haben unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten. Bei jedem Heiz- und Kühlzyklus entstehen geringfügige Zug- und Druckspannungen an der Schweißverbindung. Nach Hunderten von thermischen Zyklen treten in der Schweißnaht Mikrorisse auf, die sich nach und nach zu teilweisen Unterbrechungen ausweiten, die versteckte, intermittierende offene Stromkreise bilden. Wenn sich die Form erwärmt und die Schweißnaht sich ausdehnt, löst sich der Riss vollständig und löst einen Maximaltemperaturalarm aus; Wenn die Abkühlung schrumpft, kommt der Riss erneut in Kontakt und stellt die normalen Messwerte wieder her, wodurch unregelmäßige, schwer-zu-reproduzierende Fehlerphänomene entstehen.
Auch die mineralische Magnesiumoxid-Isolierung in MI-Sonden erleidet Schäden durch zyklische Thermoschocks. Magnesiumoxidpulver und Edelstahlmantel weisen nicht übereinstimmende Ausdehnungsraten auf; Wiederholter Temperaturanstieg und -abfall löst verdichtetes Füllpulver und bildet winzige Luftspalte zwischen Legierungsdrähten und Isolierung. Luftspalte verringern die Effizienz der Wärmeleitung, erzeugen Temperaturdrift, und während der Formkühlung dringt Feuchtigkeit in lose Spalten ein, verringert den Isolationswiderstand und führt zu zeitweiligen Kurzschlüssen. Sonden, die in Formen mit häufigem täglichen An- und Abschalten verwendet werden, zeigen innerhalb von 2–3 Monaten eine lockere Magnesiumoxidfüllung, während kontinuierlich 24-Stunden-Formen eine dichte Füllung über mehr als sechs Monate beibehalten.
Der äußere Metallmantel ist mit den Befestigungslöchern aus Gussstahl einer zyklischen Ausdehnungs- und Kontraktionsreibung ausgesetzt. Jeder Heizzyklus vergrößert den Außendurchmesser der Hülle und drückt die Lochwand zusammen. Beim Abkühlen schrumpft die Hülle und es entstehen winzige Lücken. Die hin- und hergehende Reibung zerkratzt die Manteloberfläche und erzeugt Korrosionsgruben, die Kunststoffzersetzungsgase einfangen und Perforationsschäden beschleunigen. Formen mit häufigen Schichtabschaltungen zeigen innerhalb kurzer Zeit offensichtliche Kratzkorrosion an den Sondenhüllen, verglichen mit einem geringen Verschleiß an ununterbrochenen Produktionssonden.
Differenzierte Schutzkonzepte für Formen mit unterschiedlichen Thermoschockfrequenzen. Für intermittierende Produktionsformen, die nach jeder Schicht vollständig abkühlen, führen Sie stufenweise Temperaturanstiegsverfahren durch: Erhitzen Sie alle Zonen auf 120 Grad und halten Sie sie 30 Minuten lang, bevor Sie die Produktionstemperatur erhöhen. Vermeiden Sie dabei ein einstufiges schnelles Erhitzen, das einen heftigen Thermoschock verursacht. Unterbrechen Sie die Heizleistung nicht unmittelbar nach Produktionsende; Halten Sie eine Stunde lang eine konstante Temperatur von 150 Grad aufrecht, um die Form langsam abzukühlen und die Wechselspannungsamplitude zu reduzieren.
Bei der Auswahl von Thermoelementprodukten, die Thermoschocks standhalten, sollten vollständig verdichtete MI-Sonden mit hoher -Dichte und vakuumversiegelten Heißverbindungsschweißpunkten Vorrang haben. Beim Vakuumschweißen werden winzige Luftblasen an der Schweißnaht beseitigt, die sich unter Hitze ausdehnen und zu Rissen in den Verbindungen führen. Verdickte Wandummantelungen aus Legierung erhöhen den Reibungswiderstand gegen zyklischen Ausdehnungskontakt mit Formlöchern und verlangsamen die Ansammlung von Kratzkorrosion. Vermeiden Sie dünnwandige Mikrosonden für Formen mit häufigen Thermoschockzyklen beim An- und Abfahren, da ultradünne Hüllen langfristigen Wechselbelastungen nicht standhalten können.
Schwerpunkt der regelmäßigen Inspektion von Thermoschocksonden: Ziehen Sie während der monatlichen Wartung die Sonden heraus, um die Schweißung der Messspitzen auf Verfärbungen und Mikrorisse zu überprüfen, und ersetzen Sie die Sonden im Voraus durch dunkle, rissige Schweißpunkte, um plötzliche Unterbrechungen der Produktion im offenen -Kreislauf zu vermeiden. Die Reduzierung der Intensität und Häufigkeit von Thermoschocks durch standardisierte Heiz- und Abschaltprozesse kann die Lebensdauer von Thermoelementen um mehr als 40 % verlängern.
