Der Ausfall von Thermoelementen ist eine der Hauptursachen für Ausfallzeiten von Heißkanälen und Gussfehler. Trotz ihrer einfachen Struktur arbeiten Thermoelemente in extremen Umgebungen, die durch hohe Temperaturen, Vibrationen, mechanische Beanspruchung, elektrische Störungen und chemische Einwirkungen gekennzeichnet sind. Das Verständnis der Hauptursachen für Ausfälle hilft Ingenieuren, Ausfälle zu verhindern, die Lebensdauer von Sensoren zu verlängern und die Produktionsstabilität zu verbessern.
Mechanische Schäden sind der häufigste Grund für einen vorzeitigen Ausfall eines Thermoelements. Bei der Montage oder Wartung der Form können Kabel gequetscht, eingeklemmt oder verdreht werden. Verteilerplatten und Düsenkomponenten können ungeschützte Thermoelementhüllen abnutzen oder zerschneiden. Mineralisolierte Thermoelemente mit kleinem-Durchmesser-sind besonders gefährdet, wenn sie nicht ordnungsgemäß verlegt oder befestigt werden. Zugentlastungsschlaufen und Schutzhüllen können mechanische Ausfälle deutlich reduzieren.
Thermische Ermüdung und Überhitzung beschleunigen Alterung und Drift. Die meisten Heißkanal-Thermoelemente sind für den Dauereinsatz bei bis zu 600 Grad ausgelegt, eine längere Einwirkung nahe dieser Grenze führt jedoch zur Oxidation der internen Legierungsdrähte. Durch Überhitzung wird die Magnesiumoxid-Isolierung in MI-Kabeln zerstört, was zu Signalinstabilität oder Kurzschlüssen führt. Schnelle thermische Wechsel während des Hoch- und Herunterfahrens führen außerdem zu Materialspannungen und verringern so die Kalibrierungsstabilität.
Beim Austausch kommt es häufig zu Verdrahtungsfehlern, insbesondere zu einer Verpolung. Thermoelemente bestehen aus positiven und negativen Schenkeln; Ein Austausch führt zu invertierten oder unregelmäßigen Temperaturmesswerten. Obwohl moderne Steuerungen über einen Polaritätsschutz verfügen, kommt es immer noch häufig zu menschlichem Versagen. Lose Verbindungen erzeugen außerdem intermittierende Signale, die einen Sensorausfall vortäuschen.
Feuchtigkeit, Harzrückstände und Kunststofflecks verunreinigen Thermoelementverbindungen und Kabel. Spülmittel, Öl oder zersetztes Polymer können die Sensorspitze isolieren und zu verzögerten oder niedrigen Messwerten führen. Flüssiger Kunststoff, der in Thermoelementlöcher eindringt, kann die Verbindung dauerhaft beschädigen. Eine Abdichtung und eine ordnungsgemäße Installation tragen dazu bei, Verunreinigungen zu vermeiden.
Elektromagnetische Interferenzen (EMI) verzerren Thermoelementsignale mit niedrigem Pegel-. Hochleistungsheizungen, Frequenzumrichter-und ungeschirmte Kabel erzeugen elektrisches Rauschen, das Temperaturschwankungen verursacht. Erdschleifen-wenn der Thermoelementkreis an mehreren Punkten geerdet ist-erzeugen parasitäre Spannungen, die Messungen stören. Die Verwendung abgeschirmter Kabel und einer Einzelpunkterdung reduziert EMI-Probleme.
Eine falsche Einstecktiefe verringert die Messgenauigkeit. Wenn die Thermoelementspitze zu weit vom Schmelzekanal entfernt ist, liegen die Messwerte hinter den tatsächlichen Temperaturen zurück. Bei zu tiefem Einführen kann der Sensor durch Schmelzedruck oder Abrieb beschädigt werden. Die richtige Tiefe sorgt für schnelle Reaktion und lange Lebensdauer.
Chemische Korrosion durch Polymerdämpfe, Additive oder Formtrennmittel kann Mantelmaterialien beschädigen. Bestimmte technische Kunststoffe setzen bei hohen Temperaturen korrosive Gase frei, die Edelstahl- oder Inconel-Ummantelungen angreifen. Die Wahl chemisch beständiger Materialien verlängert die Lebensdauer.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die meisten Thermoelementausfälle durch die richtige Auswahl, Installation, Verlegung und Wartung vermeidbar sind. Regelmäßige Inspektionen und der Austausch verschlissener Sensoren tragen dazu bei, unerwartete Ausfallzeiten zu vermeiden.
