L'alternanza ciclica di temperatura e umidità è uno stress ambientale composito che danneggia gravemente l'isolamento in ossido di magnesio all'interno delle termocoppie corazzate e questo fattore di invecchiamento viene facilmente ignorato rispetto al singolo danno da alta-temperatura o da umidità. Il ciclo alternato freddo-caldo e secco-umido produce ripetutamente vapore acqueo condensato all'interno della guaina, decomponendo gradualmente la polvere isolante compatta, riducendo la resistenza di isolamento e innescando guasti intermittenti di cortocircuito-. Questo articolo spiega il processo del ciclo di danneggiamento e le misure protettive mirate per le officine con canali caldi con grandi fluttuazioni di temperatura e umidità.
Fase 1: fase di riscaldamento ad alta temperatura, l'espansione termica dell'aria interna scarica l'aria parziale dallo spazio di uscita del filo, mentre il gas acido volatile plastico penetra all'interno della guaina. Il vapore acido ad alta-temperatura aderisce alla superficie delle particelle isolanti di ossido di magnesio, formando minuscole impurità saline conduttive. In questa fase la resistenza di isolamento diminuisce solo leggermente senza evidenti sintomi di guasto.
Fase 2: fase di raffreddamento dello spegnimento dello stampo, ritiro dell'aria interna e aria esterna umida dell'officina viene risucchiata nella guaina attraverso lo spazio di tenuta dell'uscita del filo. Il vapore acqueo si combina con le impurità del sale acido attaccate alla polvere isolante per formare una soluzione elettrolitica conduttiva, che riduce notevolmente la resistenza di isolamento tra i fili in lega positivi e negativi. Il controller occasionalmente attiva allarmi irregolari di cortocircuito-di bassa temperatura-che scompaiono dopo il riscaldamento e l'evaporazione dell'umidità, inducendo il personale di manutenzione a valutarli erroneamente come un'interferenza temporanea del segnale.
Fase 3: cicli ripetuti di freddo-caldo accumulano residui di elettroliti conduttivi. Dopo dozzine di cicli di riscaldamento-raffreddamento, i residui di elettrolita si solidificano tra le particelle di isolamento per formare canali conduttivi permanenti e la resistenza di isolamento scende al di sotto di 300 MΩ per lungo tempo. In questo momento, la termocoppia genera continui guasti di cortocircuito-durante il riscaldamento, costringendo la zona di riscaldamento a fornire la massima potenza, causando il surriscaldamento del canale caldo e la carbonizzazione della plastica. Se la guaina presenta micro-perforazioni causate dalla corrosione, la velocità di infiltrazione di umidità e gas acido aumenterà di oltre tre volte e si verificherà un guasto dell'isolamento entro 1-2 mesi.
Principali ambienti di officina che amplificano i danni dovuti ai cicli di temperatura-umidità: officine di stampaggio a iniezione costiere con elevata umidità dell'aria tutto l'anno; officine con tubi di raffreddamento ad acqua degli stampi disposti in prossimità degli stampi a canali caldi, che generano una grande quantità di vapore acqueo; laboratori di produzione stagionali durante la stagione delle piogge con scarsa ventilazione; stampi che avviano e interrompono frequentemente la produzione ogni giorno, formando più cicli freddo-caldo ad ogni turno. Le termocoppie generiche a basso-costo con sigillatura in silicone sottile a strato singolo-all'uscita del cavo sono le più vulnerabili a questo danno composito, mentre le termocoppie sigillate a doppio strato-di alto livello-standard possono bloccare più dell'80% delle infiltrazioni di vapore.
Soluzioni di protezione multi-livello per rallentare i guasti dell'isolamento.
1. Priorità nella selezione del grado di termocoppia: selezionare prodotti con guarnizione in silicone per alte-temperature a doppio-strato all'uscita del cavo e guaina anticorrosione Inconel-per linee di produzione con avvio-arresto frequente ad alta-umidità; evita i sensori economici con guaina in acciaio inossidabile 304 a tenuta singola-.
2. Controllo dell'ambiente dell'officina: installare deumidificatori per stabilizzare l'umidità relativa al 40%–65% di umidità relativa; isolare le tubazioni dell'acqua di raffreddamento dello stampo con deflettori isolanti termici per ridurre la volatilizzazione del vapore acqueo vicino all'area dello stampo; rafforzare la ventilazione dell'officina per scaricare in tempo il gas volatile plastico acido.
3. Ottimizzazione del processo operativo: ridurre il più possibile l'avvio e l'arresto frequenti dello stampo; se il tempo di spegnimento supera i 30 minuti, abbassare la temperatura di conservazione del calore del canale caldo per rallentare il ciclo di espansione e contrazione termica interna della guaina della termocoppia. Dopo l'arresto e il raffreddamento a lungo termine-, riscaldare in fasi segmentate a bassa-temperatura per far evaporare lentamente l'umidità residua interna prima di entrare nella temperatura di produzione formale.
4. Aggiunti elementi di ispezione regolare: durante la manutenzione mensile della termocoppia, utilizzare un megaohmmetro per testare la resistenza di isolamento; se la lettura è inferiore a 500 MΩ, pulire e cuocere la termocoppia per rimuovere l'umidità interna e sostituirla immediatamente se la resistenza non può essere ripristinata dopo la cottura.
5. Protezione per la conservazione dei pezzi di ricambio: conservare le termocoppie di standby in scatole sigillate a prova di umidità-con essiccante per evitare di assorbire umidità prima dell'installazione.
