Dlaczego termopary ulegają awarii w systemach gorącokanałowych?

Awaria termopary jest jedną z głównych przyczyn przestojów gorących kanałów i wad form. Pomimo prostej konstrukcji termopary działają w ekstremalnych środowiskach charakteryzujących się wysokimi temperaturami, wibracjami, naprężeniami mechanicznymi, zakłóceniami elektrycznymi i narażeniem chemicznym. Zrozumienie głównych przyczyn awarii pomaga inżynierom zapobiegać awariom i wydłużać żywotność czujników. Uszkodzenia mechaniczne Uszkodzenia mechaniczne są najczęstszą przyczyną przedwczesnej awarii termopary. Podczas montażu formy lub konserwacji kable mogą zostać zgniecione, ściśnięte lub skręcone. Płyty rozdzielacza i elementy dysz mogą ścierać lub przecinać niezabezpieczone osłony termopar. Termopary o małej średnicy w izolacji mineralnej są szczególnie wrażliwe, jeśli nie są odpowiednio poprowadzone lub zabezpieczone. Pętle odciążające i tuleje ochronne mogą znacznie zmniejszyć awarie mechaniczne. Zmęczenie cieplne i przegrzanie Zmęczenie termiczne i przegrzanie przyspieszają starzenie się i dryft. Większość termopar gorącokanałowych jest przystosowana do pracy ciągłej w temperaturze do 600 stopni, ale długotrwałe narażenie w pobliżu tej wartości granicznej powoduje utlenianie wewnętrznych drutów ze stopu. Przegrzanie niszczy izolację tlenku magnezu wewnątrz kabli MI, co prowadzi do niestabilności sygnału lub zwarć. Szybkie cykle termiczne podczas uruchamiania i wyłączania również powodują naprężenia materiału, zmniejszając stabilność kalibracji. W środowiskach powyżej 250 stopni zwykłe termopary mają żywotność krócej niż dwa lata; opancerzone, podwójnie ekranowane termopary mogą wydłużyć ten okres do 5–8 lat. Błędy w okablowaniu i luźne połączenia Podczas wymiany często występują błędy w okablowaniu, zwłaszcza odwrócona polaryzacja. Termopary składają się z nóg dodatnich i ujemnych; zamiana ich powoduje odwrócone lub błędne odczyty temperatury. Chociaż nowoczesne sterowniki zawierają zabezpieczenie przed polaryzacją, błędy ludzkie są nadal powszechne. Luźne połączenia powodują również powstawanie przerywanych sygnałów, które imitują awarię czujnika. Zanieczyszczenia i korozja Wilgoć, pozostałości żywicy i wycieki plastiku zanieczyszczają złącza i kable termopar. Materiały czyszczące, olej lub zdegradowany polimer mogą izolować końcówkę czujnika, powodując opóźnienia lub niskie odczyty. Płynny plastik przedostający się do otworów termopary może trwale uszkodzić złącze. Korozja chemiczna spowodowana oparami polimerów, dodatkami lub uwolnionymi formami może spowodować uszkodzenie materiałów osłony; niektóre konstrukcyjne tworzywa sztuczne wydzielają w wysokich temperaturach żrące gazy. Zakłócenia elektromagnetyczne Zakłócenia elektromagnetyczne (EMI) zniekształcają sygnały termopary niskiego poziomu. Grzejniki dużej mocy, napędy o zmiennej częstotliwości i nieekranowane kable generują szum elektryczny powodujący wahania temperatury. Pętle uziemiające – gdy obwód termopary jest uziemiony w wielu punktach – tworzą pasożytnicze napięcia, które zakłócają pomiary. Niewłaściwa głębokość montażu Niewłaściwa głębokość włożenia zmniejsza dokładność pomiaru. Jeśli końcówka termopary znajduje się zbyt daleko od kanału topienia, odczyty są opóźnione w stosunku do rzeczywistych temperatur. Jeśli czujnik zostanie włożony zbyt głęboko, może zostać uszkodzony przez ciśnienie stopionego materiału lub ścieranie. Większości awariom termopar można zapobiec poprzez właściwy dobór, instalację, poprowadzenie i konserwację.