L'umidità ambientale dell'officina è un fattore ambientale comunemente ignorato che influisce sulle prestazioni della termocoppia, in particolare per gli stabilimenti di stampaggio a iniezione situati in zone costiere o per officine con scarsa ventilazione-umide. L'umidità eccessiva penetra nelle strutture interne della termocoppia attraverso gli spazi vuoti all'uscita dei cavi, i connettori terminali e le guaine micro-perforate, provocando il degrado dell'isolamento, l'ossidazione dei fili in lega e i guasti da cortocircuito-. L'analisi dei meccanismi di danno-indotti dall'umidità e le misure mirate di protezione-a prova di umidità aiutano a prolungare la durata di servizio dei sensori in ambienti di produzione-ad alta umidità.
L'elevata umidità erode i connettori terminali metallici e crea strati di ossidazione conduttivi. Le spine bipolari della termocoppia-sono realizzate in lega di rame; in condizioni di aria umida-a lungo termine, l'ossidazione superficiale e la ruggine verde si formano rapidamente sui pin di contatto. Lo strato di ruggine aumenta la resistenza di contatto, determinando una continua attenuazione del segnale e una lenta deriva della temperatura. Quando l'umidità supera il 75% di umidità relativa, le gocce d'acqua condensata si accumulano all'interno del guscio della spina dopo l'alternanza della differenza di temperatura tra lo stampo caldo e l'aria fredda dell'officina, collegando direttamente i pin positivo e negativo per causare allarmi intermittenti di cortocircuito-. Gli stampi medicali ed elettronici con severi requisiti di stabilità del processo sono i più vulnerabili a tali guasti, poiché una leggera fluttuazione della temperatura attiverà la produzione di lotti non qualificati. La manutenzione regolare a prova di umidità- include il rivestimento di un sottile strato di grasso conduttivo-antiruggine per alte temperature-sui pin della spina e la conservazione delle termocoppie di ricambio in scatole sigillate a prova di umidità-con sacchetti essiccanti.
Le infiltrazioni di umidità distruggono la polvere isolante di ossido di magnesio all'interno delle guaine corazzate. Il riempitivo compatto di ossido di magnesio fa affidamento sull'assoluta secchezza per mantenere un'elevata resistenza di isolamento superiore a 1000 MΩ. Una volta che il vapore acqueo entra nella guaina attraverso le uscite dei cavi con scarsa tenuta o i micro-fori della guaina, la polvere isolante assorbe l'umidità e forma canali ionici conduttivi tra i fili in lega positivi e negativi. I sintomi iniziali includono sbalzi di temperatura irregolari; man mano che l'umidità si accumula, si verificano continui guasti di cortocircuito-, che costringono il controller a fornire la massima potenza di riscaldamento e causano il surriscaldamento locale del canale caldo. Le termocoppie a basso costo-di qualità inferiore omettono la colla sigillante al silicone per le alte-temperature all'uscita del filo, essendo prive di un'efficace barriera contro l'umidità, quindi si guastano entro 1-2 mesi nelle officine ad-alta umidità. Le termocoppie premium dedicate ai canali caldi adottano una struttura di tenuta a doppio-strato all'uscita del filo per bloccare la penetrazione del vapore acqueo.
La condensa alternata e l'alta temperatura accelerano la corrosione dei fili in lega. Dopo che lo stampo smette di riscaldarsi, l'aria fredda e umida entra in contatto con la guaina calda della termocoppia, formando una pellicola di acqua condensata sulla superficie metallica. Quando si riscalda nuovamente il canale caldo nel turno successivo, la pellicola d'acqua evapora rapidamente, lasciando tracce di impurità corrosive sulla guaina e sui fili di lega interni. Cicli di condensazione ripetuti producono corrosione per vaiolatura sulle guaine in acciaio inossidabile 304, formando eventualmente perforazioni. Le termocoppie con guaina Inconel di tipo N- hanno una maggiore resistenza all'umidità e alla corrosione, che è la scelta preferita per le linee di produzione di officine umide costiere. Per i sensori standard di tipo K- utilizzati in ambienti umidi, ridurre il ciclo di sostituzione regolare da sei mesi a tre mesi come manutenzione preventiva.
Anche una bassa umidità inferiore al 30% di umidità relativa porta problemi nascosti, sebbene meno gravi di un'umidità elevata. L'aria estremamente secca genera accumulo di elettricità statica sui lunghi cablaggi della termocoppia, inducendo un impatto istantaneo ad alta tensione su segnali termoelettrici deboli e creando occasionali sbalzi di temperatura anomali. L'installazione di trecce schermanti di messa a terra per tutti i cavi della termocoppia può eliminare le interferenze statiche causate dall'aria secca.
Le soluzioni complete per il controllo dell'umidità coprono la regolazione dell'ambiente dell'officina e la selezione dell'abbinamento della termocoppia. Dotare di apparecchiature di deumidificazione nelle officine di stampaggio per stabilizzare l'umidità relativa tra il 40% e il 65% di umidità relativa; installare deflettori di isolamento termico accanto agli stampi dei canali caldi per ridurre la condensa dovuta alla differenza di temperatura. Quando acquisti termocoppie per linee di produzione umide, dai la priorità ai prodotti con uscite dei cavi a doppia tenuta, tappi placcati in nichel antiruggine-e guaine anticorrosione Inconel-. Durante la chiusura a lungo termine dello stampo-, smonta le termocoppie e posizionale in scatole di conservazione asciutte invece di lasciarle su piastre dello stampo umide, evitando l'accumulo di umidità all'interno della guaina.
