Mechanizmus{0}}vysokoteplotného starnutia plastovej vykurovacej rúrky a analýza zlyhania termočlánku
Dlhodobá-nepretržitá prevádzka pri vysokej teplote{1}}je hlavnou príčinou starnutia výkonu a zlyhania vykurovacích rúr a termočlánkov na spracovanie plastov. Mnoho náhlych zlyhaní regulácie teploty vo výrobe nie je spôsobených poškodením komponentov, ale kumulatívnym zoslabením starnutia pri vysokých-pracovných podmienkach. Pochopenie mechanizmu starnutia pri vysokých{5}}teplotách pomáha formulovať cielené plány údržby a predchádzať neočakávaným odstávkam výroby.
Vnútorné starnutie vykurovacích rúrok sa prejavuje najmä vo výkonovom útlme vykurovacieho jadra z niklu-chrómovej zliatiny a vysokoteplotnej{1}}izolačnej vrstvy. Dlhodobá-vysoko{4}}teplotná prevádzka spôsobuje jemnú zmenu odporu vykurovacieho jadra, čo má za následok nerovnomerný výstup vykurovacieho výkonu. Materiál izolačnej vrstvy postupne starne a zmršťuje sa, čo vedie k lokálnej nerovnováhe vedenia tepla a zvýšeným tepelným stratám. Plášte z nehrdzavejúcej ocele prechádzajú pomalou vysokoteplotnou-oxidáciou, čím sa znižuje povrchová tepelná vodivosť a odolnosť proti korózii.
Porucha termočlánku pri vysokej teplote- sa prejavuje najmä posunom účinnosti termoelektrickej konverzie a oxidáciou sondy. Dlhodobé-vystavenie plastovej prchavej vysokoteplotnej atmosfére spôsobuje oxidáciu povrchu sondy a zmenu pomeru komponentov, čo vedie k poklesu citlivosti signálu. Starnutie pri vysokých{5}}teplotách zhoršuje linearitu teplotnej odozvy a chyba sa postupne zvyšuje s predlžovaním pracovného času.
Podľa údajov z testov starnutia majú vykurovacie rúrky, ktoré dlhodobo pracujú nad 350 stupňami, 2,1-krát vyššiu mieru útlmu výkonu ako bežné teplotné pracovné podmienky. Rýchlosť posunu signálu termočlánku sa v prostredí s vysokou-teplotou zvyšuje 1,8-krát a pravdepodobnosť zlyhania sa výrazne zvyšuje po 4 000 hodinách nepretržitej prevádzky.
Rôzne konštrukčné vykurovacie rúrky majú rôznu-odolnosť proti starnutiu pri vysokých teplotách. Perforované pevné vykurovacie rúrky majú stabilný stav lícovania a rovnomerné rozloženie tepla s pomalým lokálnym starnutím. Priame vykurovacie trubice majú vyvážené napätie a stabilnú rýchlosť starnutia. Uhlové vykurovacie rúrky majú koncentráciu ohybového napätia, ktorá je náchylná na zrýchlené starnutie v miestnych polohách v prostredí s vysokou-teplotou.
Nasledujúca tabuľka zobrazuje výkonnosť starnutia pri vysokých{0}}teplotách a mieru zlyhania rôznych komponentov:
|
Typ komponentu |
Pracovná teplota |
Výkonový útlm 4000h |
Poruchovosť 6000h |
Hlavná forma zlyhania starnutia |
|---|---|---|---|---|
|
Perforovaná vykurovacia trubica |
350-420 stupňov |
6.8% |
3.2% |
Rovnomerný útlm výkonu |
|
Priama vykurovacia trubica |
350-420 stupňov |
8.5% |
4.5% |
Mierna nerovnováha energie |
|
Uhlová vykurovacia trubica |
350-420 stupňov |
11.2% |
6.8% |
Lokálne zlyhanie starnutia |
|
Termočlánok typu J |
350-420 stupňov |
12,5% útlm citlivosti |
8.2% |
Oxidačný drift sondy |
|
Termočlánok typu K |
350-420 stupňov |
7,3% útlm citlivosti |
4.1% |
Pomalý posun signálu |
Medzi účinné opatrenia na prevenciu starnutia patrí kontrola teplotnej záťaže, pravidelné čistenie a kalibrácia časovania. Vyhýbanie sa dlhodobému-nadmernému{2}}výkonu prevádzky znižuje rýchlosť starnutia komponentov. Pravidelné odstraňovanie povrchových uhlíkových nánosov a olejových škvŕn zachováva prenos tepla a výkon snímania. Včasná kalibrácia opravuje chyby signálu starnutia.
Zvládnutie pravidiel starnutia komponentov môže realizovať prediktívnu údržbu, vymeniť starnúce diely vopred, vyhnúť sa náhlym poruchám zariadenia a zabezpečiť nepretržitú a stabilnú prevádzku výrobných liniek.
Profesionálne schémy údržby starnutia možno formulovať podľa skutočnej pracovnej teploty a prevádzkových hodín, aby sa predĺžila celková životnosť systémov regulácie teploty.
