Gli stampi a canali caldi di produzione giornaliera vengono sottoposti a ripetuti cicli di shock termico di spegnimento a temperatura ambiente → riscaldamento alla temperatura di produzione → raffreddamento a temperatura ambiente, e ogni ciclo genera stress termico alternato di trazione e compressione su ogni componente della termocoppia, compresi i punti di saldatura della giunzione calda, i fili in lega, il riempimento dell'isolamento minerale e le guaine metalliche. L'accumulo a lungo-termine di danni da shock termico ciclico ridurrà costantemente la durata operativa teorica delle termocoppie e gli stampi con frequenti avviamenti e arresti giornalieri hanno un tasso di guasto più che doppio rispetto a quello degli stampi a produzione continua senza interruzioni 24-ore. L’analisi del meccanismo di danneggiamento di ciascun componente sottoposto a shock termico e la formulazione di procedure operative standardizzate a riscaldamento lento e raffreddamento lento possono ridurre efficacemente l’intensità dello stress termico ed estendere il ciclo di servizio medio delle termocoppie di oltre il 40%.
La parte più vulnerabile ai danni da shock termico è il punto di saldatura della giunzione calda della termocoppia. I fili in lega di chromel e alumel di tipo K- hanno coefficienti di dilatazione termica lineare diversi; ogni volta che la temperatura sale e scende, i due fili si espandono e si contraggono a velocità diverse, generando piccole sollecitazioni alternate sul giunto di saldatura. Dopo centinaia di cicli di shock termico, sulla superficie del punto di saldatura compaiono microfessurazioni da fatica, che si espandono gradualmente in difetti nascosti di disconnessione parziale. Quando lo stampo viene riscaldato e la fessura si espande per effetto della dilatazione termica, il circuito viene disconnesso, attivando l'allarme TC di massima temperatura; quando lo stampo si raffredda e si contrae, la fessura entra nuovamente in contatto per ripristinare le letture normali, formando guasti casuali-di{5}}riproducibili a circuito aperto-intermittenti che interferiscono seriamente con la programmazione della produzione di massa. Le termocoppie che adottano la saldatura sotto vuoto possono ridurre lo stress termico delle bolle interne, rallentando la velocità di generazione delle cricche di oltre il 60% rispetto alle normali sonde per saldatura ad aria aperta-, che rappresenta lo standard di selezione principale per gli stampi con frequenti shock termici di avvio e arresto.
Il riempimento di ossido minerale di magnesio all'interno della guaina subisce danni da compattazione allentata in caso di variazioni cicliche di temperatura. La polvere di ossido di magnesio compattato ad alta-densità e la guaina in acciaio inossidabile hanno tassi di espansione non corrispondenti; la ripetuta espansione del riscaldamento e la contrazione del raffreddamento allenteranno gradualmente la polvere di riempimento originariamente stretta, formando un gran numero di piccoli spazi d'aria tra i fili di lega interni e la polvere isolante. Gli spazi vuoti d'aria riducono l'efficienza di conduzione del calore, inducendo una deriva della temperatura, e l'umidità nell'aria dell'officina penetra negli spazi vuoti durante il raffreddamento dello stampo, riducendo la resistenza di isolamento e innescando guasti intermittenti di cortocircuito-. Gli stampi che mantengono il funzionamento a temperatura costante per 24 ore senza frequenti raffreddamenti mantengono a lungo la compattezza stabile del riempimento di ossido di magnesio, mentre gli stampi che si raffreddano completamente dopo ogni turno appariranno riempiti allentati entro 2-3 mesi di utilizzo, accelerando notevolmente l'invecchiamento della sonda.
La guaina metallica esterna subisce danni da attrito alternativo con la parete del foro di montaggio dello stampo durante i cicli di shock termico. Quando riscaldato, il diametro esterno della guaina si espande e comprime saldamente la parete del foro; una volta raffreddata, la guaina si restringe fino a formare un piccolo spazio tra la guaina e la parete del foro. L'estrusione e l'attrito alternativi ripetuti graffiano la superficie lucida della guaina, formando microcavi di corrosione. Il gas corrosivo derivante dalla decomposizione della plastica si accumula nelle cavità, accelerando nel tempo i danni dovuti alla perforazione della guaina. Gli stampi sottoposti a frequenti shock termici presentano evidenti tracce di corrosione da graffio sulla guaina della sonda dopo un mese di utilizzo, mentre gli stampi a funzionamento continuo presentano solo una leggera usura uniforme dopo sei mesi. Le-guaine per microtermocoppie a parete sottile con spessore inferiore a 0,15 mm sono più sensibili ai danni da attrito da shock termico e sono soggette a guasti di penetrazione dopo cicli di raffreddamento e riscaldamento frequenti-a breve termine.
I fili interni in lega intrecciata a più-trefoli accumulano danni da fatica da torsione sotto stress termico alternato. La diversa espansione termica di ciascun filamento di lega sottile all'interno del filo multi-genera attrito reciproco ed estrusione tra i fili durante ogni ciclo di shock termico; l'attrito ripetuto a lungo-termine consuma lo strato di passivazione dell'ossido superficiale del filamento, accelerando la deriva dell'ossidazione inter-del filamento. I fili a nucleo solido singolo evitano danni da attrito tra i trefoli, ma il filo complessivo sopporta uno stress termico concentrato ed è facile che si formino crepe nelle posizioni di piegatura dopo più cicli di shock termico. Pertanto, gli stampi con frequenti shock termici e layout di cablaggio piegato devono selezionare fili multi-filo più spessi con rivestimento di passivazione su ciascuna superficie del filamento per bilanciare le prestazioni anti-flessione e anti-shock termico.
Le specifiche standardizzate per il funzionamento a riscaldamento lento e raffreddamento lento riducono l'intensità dello shock termico. Prima dell'avvio formale della produzione, implementare procedure di riscaldamento segmentate: riscaldare prima tutte le zone del canale caldo a 120 gradi e mantenerle mantenute per 30 minuti, quindi aumentare la temperatura di 50 gradi ogni 15 minuti fino al raggiungimento della temperatura impostata per la produzione, evitando un-riscaldamento rapido che genera violento stress termico istantaneo. Dopo l'arresto giornaliero della produzione, non interrompere direttamente tutta l'energia termica; mantenere la temperatura costante del canale caldo a 150 gradi per un'ora, quindi ridurre gradualmente la temperatura di 40 gradi ogni 20 minuti fino al raffreddamento a temperatura ambiente, rallentando la velocità di contrazione del raffreddamento per ridurre l'ampiezza dello stress alternato. Per gli stampi che devono interrompere la produzione per più di un giorno, coprire il collettore e l'ugello con uno spesso cotone isolante termico per rallentare il raffreddamento naturale e ridurre la velocità di variazione della temperatura.
Supporto dell'ottimizzazione mirata della selezione delle termocoppie per stampi con shock termico frequente: priorità alle sonde con isolamento minerale-a giunzione calda sigillata sotto vuoto ad alta-densità MI-con guaine in lega antiusura ispessita-; evita le microsonde a parete ultra-sottile e le sonde per saldatura ad aria aperta-a basso costo-. Riduci il ciclo di ispezione regolare di smontaggio delle termocoppie a ogni due settimane, controlla il punto di saldatura per scolorimento e microcricche e sostituisci in anticipo le sonde con crepe da fatica per evitare improvvisi arresti della produzione a circuito aperto-. Riducendo l'intensità dello shock termico attraverso processi di riscaldamento e spegnimento standardizzati e abbinando sonde ad alte prestazioni anti-shock termico-, la velocità di attenuazione della durata utile delle termocoppie causata da variazioni cicliche della temperatura può essere sostanzialmente rallentata, riducendo significativamente il costo annuale di sostituzione dei pezzi di ricambio degli stampi con avvio e arresto frequenti.
