Влияние старения и растрескивания внешней оболочки провода термопары на долгосрочную-стабильность сигнала

Внешняя оболочка удлинительного провода термопары представляет собой внешнее защитное покрытие внутренних проводов из сплава и экранирующей оплетки. При длительном воздействии высокотемпературного излучения, химической коррозии, механического трения и чередования циклов охлаждения и нагрева оболочка стареет, затвердевает, трескается и отслаивается. Когда внешняя оболочка повреждена, внутренний экранирующий слой и легированная проволока теряют защиту, и возникает ряд скрытых неисправностей, таких как электромагнитные помехи, короткое замыкание при поглощении влаги и перелом проволоки, которые постепенно ухудшаются с увеличением времени производства. В этом исследовании тщательно анализируются причины растрескивания внешней оболочки термопары из-за старения, прогрессивный процесс развития неисправностей, стандарты визуальной оценки старения и целевые процедуры профилактического обслуживания.

1. Шесть основных факторов, ускоряющих старение и разрушение внешней оболочки термопары.

1.Долгосрочная-высокотемпературная радиационная тепловая эрозия: жгут проводов прокладывается в пределах 10 см от горячеканального коллектора и сопла в течение длительного времени, непрерывное высокотемпературное излучение приводит к разрыву полимерной молекулярной цепи внешней оболочки, материал постепенно теряет эластичность, становится твердым и хрупким, а после повторяющихся изгибных вибраций на поверхности появляются микро-трещины. Оболочка из ПТФЭ затвердевает при температуре выше 260 градусов при длительном-использовании; композитная оболочка из силиконового стекловолокна создаст осаждение масла и карбонизацию при температуре выше 350 градусов; полиимидная оболочка PI обладает наилучшей устойчивостью к высоким-температурам, но длительная-пропекание при температуре выше 380 градусов также приводит к образованию микроскопических поверхностных трещин.

2. Химическая коррозия летучих газов пластика и антиадгезива для пресс-форм. При высокотемпературном разложении огнестойких, галогенсодержащих и переработанных пластмасс образуется кислый летучий газ, который прилипает к поверхности внешней оболочки и проникает внутрь материала, вызывая коррозию полимерной структуры; Пары распыленного силиконового антиадгезива для пресс-форм образуют маслянистую пленку на поверхности оболочки после высокотемпературной карбонизации, ускоряют старение и охрупчивание внешней оболочки, а масляная пленка поглощает пыль, образуя проводящие слои, вызывая помехи сигнала.

3. Повторяющееся механическое трение и повреждение при экструзии: жгут проводов трется об острые края формы, прижимные пластины и механизмы привода иглы клапана во время открытия и закрытия формы; Из-за-слишком плотного связывания кабельных стяжек на внешней оболочке образуются долговременные-вмятины в результате экструзии, микро-трещины образуются в вмятинах под воздействием чередующихся холодных и тепловых циклов, которые постепенно превращаются в сквозные трещины после нескольких недель производства.

4. Усталость от термического удара, вызванная чередованием холода и тепла: в процессе производства форма нагревается до 300–400 градусов и ежедневно охлаждается до комнатной температуры во время остановки. Материал внешней оболочки подвергается многократному расширению и сжатию при изменении температуры, а поверхность материала накапливает термическое напряжение, образуя усталостные трещины, особенно в переходном участке изгиба проволоки с большой разницей температур, скорость растрескивания при старении в 2–3 раза выше, чем у прямого участка проволоки.

5. Ультрафиолетовое излучение и озоновое старение цеха. Производственный цех оснащен мощными-лампами для ультрафиолетовой дезинфекции и высокочастотным-инверторным оборудованием, которое производит небольшое количество озона. Мощные окислительные свойства озона окисляют и разрушают ненасыщенные молекулярные связи полимера внешней оболочки, в результате чего оболочка быстро теряет эластичность. Длительное-прямое ультрафиолетовое облучение также приведет к выцветанию поверхности куртки и ускорению ее хрупкости.

6. Неправильная эрозия чистящего растворителя: при очистке отложений углерода и масляных пятен оператор использует сильный едкий спирт, ацетон и другие органические растворители для промывки жгута проводов термопары. Растворитель проникает в материал внешней оболочки и растворяет пластификатор, в результате чего оболочка становится жесткой и разрушается вскоре после очистки.

2. Процесс прогрессивного развития неисправности после разрушения внешней оболочки (трехэтапное ухудшение скрытой опасности)

Этап 1: Первичное старение микро-трещин (без явных признаков неисправности)

Поверхность внешней оболочки имеет лишь очень маленькие незаметные микро-трещины, внутренняя защитная оплетка и легированная проволока целы, кривая измерения температуры плавная, никаких аномальных предупреждений не возникает. Однако из-за микротрещин в цеху сырость, пыль и агрессивные газы начали проникать во внутреннее пространство оболочки, постепенно разъедая поверхность экранирующей оплетки, образуя пятна ржавчины и микроскопические токопроводящие скопления пыли между сплавными проводами. Этот этап занимает 1–2 недели, и скрытые опасности трудно выявить при ежедневном патрулировании.

Стадия 2: Локальное расширение трещин, периодические помехи в сигнале (появляются небольшие аномальные сигналы тревоги)

В процессе производства микро-трещины превращаются в видимые небольшие трещины, экранирующая оплетка в месте трещины частично ржавеет и ломается, эффективность экранирования снижается, а электромагнитный шум проникает в жгут проводов, вызывая случайные скачки температуры на ±1–2 градуса, а иногда появляются ложные сигналы тревоги об аномальной температуре. Это приводит к попаданию влаги в оболочку и ее прилипанию к поверхности легированной проволоки, что приводит к некоторому повышению сопротивления шлейфа. Термопара генерирует небольшой дрейф на 0,5–1 градус каждую неделю, и допуски на размеры продукта постепенно отклоняются без явного повреждения оборудования. Если место растрескивания находится близко к высокотемпературной зоне формы, скорость старения увеличивается вдвое. Этот этап длится всего 3-5 дней.

Этап 3: Отслаивающиеся трещины на большой площади, постоянные проблемы с электрикой (принудительная остановка производства)

Внешняя оболочка отслаивается большими кусками, внутренняя защитная оплетка сильно проржавела и сломана, сплавный провод теряет всю изоляционную защиту, а положительный и отрицательный провода легко соприкасаются друг с другом при вибрации, образуя короткое- замыкание; или легированная проволока подвергается коррозии и разрушается под воздействием агрессивного газа, образуя обрыв-цепи. В настоящее время контроллер постоянно сигнализирует о сверхвысокой или сверх-низкой температуре, зона нагрева не может нормально работать, и пресс-форму приходится останавливать для замены всей секции удлинительного жгута проводов, что приводит к длительным простоям производства и большому количеству дефектных пластиковых деталей, вызванных выходом температуры из-под контроля.

3. Стандарт визуальной оценки старения внешней оболочки термопары (для оценки ежедневного патрульного осмотра)

1 сорт Незначительное старение (без замены, усиление защиты)

Поверхность оболочки имеет умеренное пожелтение и потерю блеска, но не имеет микро-трещин и затвердевания. Его можно свободно согнуть на 90 градусов, не оставляя линий сгиба. Меры по устранению: Оберните участок провода высокотемпературной защитной оплеткой-для изоляции высокотемпературного-излучения и трения, сократите частоту еженедельных патрульных проверок.

2 класс Умеренное старение (замена при следующем плановом отключении пресс-формы)

Локальное затвердевание оболочки, очень мелкие микротрещины-, заметные с помощью увеличительного стекла, заметные складки после сгибания, отсутствие отслаивания наружного слоя. Меры по устранению: отметьте устаревший сегмент проволоки, запишите его в файл обслуживания пресс-формы и подготовьте соответствующие новые удлинительные провода, которые будут заменены во время следующей возможности автономного обслуживания пресс-формы.

Степень 3 Сильно состаренная (немедленно заменить, продолжение производства запрещено)

Большая-хрупкость оболочки, проявляющаяся в виде трещин, частичного отслаивания наружного слоя, оголения внутренней экранирующей оплетки и легированной проволоки. Короткое замыкание и обрыв цепи представляют чрезвычайно высокую скрытую опасность. Немедленно прекратите использование, замените весь жгут проводов. Очистите поверхность формы от источника коррозионного газа, избегайте повторного старения новой проволоки.

4. Многогранные-процедуры профилактической защиты и ухода для продления старения куртки.

(1) Защита соответствия материала на этапе закупки

Выберите материал внешней оболочки с подходящей термостойкостью и коррозионной стойкостью в зависимости от температуры и степени химической коррозии среды прокладки провода: полиимид PI или толстая оболочка из силиконового стекловолокна выбирается для проводки в пределах 10 см от высокотемпературного сопла; Рубашка из чистого ПТФЭ с низким-выделением газов используется на производственной линии в чистых медицинских помещениях; стандартную оболочку из ПТФЭ можно выбрать для обычного производства при средней-температуре вне горячеканальных систем; Низкотемпературная-оболочка из ПВХ не подходит для жгутов проводов, расположенных рядом с-формой, поскольку они затвердевают и трескаются в течение одного месяца под воздействием небольшого теплового излучения.

(2) Оптимизация конструкции защиты проводки в форме.

1. Все сегменты проводов в пределах 10 см от высокотемпературных компонентов горячеканальных каналов покрыты соответствующими теплозащитными рукавами для изоляции лучистого тепла и уменьшения долговременной высокотемпературной нагрузки на внешнюю оболочку.

2. Оставляйте свободный буферный запас во всех местах изгиба проволоки, радиус изгиба должен быть не менее 10-кратного наружного диаметра проволоки, избегайте резких изгибов под прямым- углом, приводящих к образованию трещин от термического напряжения; оберните мягкие плетеные защитные рукава в местах соприкосновения с острыми краями формы, чтобы избежать повреждений от трения.

3. Сила крепления кабельной стяжки должна быть единой, а между стяжкой и поверхностью оболочки должен быть оставлен небольшой зазор, чтобы избежать долговременных -вдавливаний при экструзии и возникновения трещин.. 4. Сигнальный провод термопары должен быть отделен от нагревательного силового кабеля, чтобы избежать ускорения старения оболочки из-за дополнительного теплового излучения силового кабеля.

(3) Контроль стандартизации ежедневной производственной деятельности

1. Контролируйте количество используемого антиадгезива для пресс-формы, чтобы большое количество распыленного пара антиадгезива не диффундировало в область жгута проводов термопары; регулярно открывайте выпускную канавку пресс-формы, чтобы вовремя удалить кислый пластиковый летучий газ и уменьшить химическую коррозию внешней оболочки.

2. При очистке формы запрещается использовать ацетон и крепкий спиртовой растворитель для мытья поверхности жгута проводов. Для удаления пыли и масляных пятен можно использовать только нейтральное чистящее средство на водной-основе и-мягкую ткань без ворса, а затем просушить азотом под низким-давлением.

3. Когда в мастерской включается лампа ультрафиолетовой дезинфекции, открытый жгут проводов термопары должен быть покрыт теплоизоляционной тканью, чтобы избежать прямого воздействия УФ-излучения и окисления озоном. Усильте вентиляцию цеха, чтобы ограничить концентрацию накопления озона.

(4) Нормальный цикл поддержания состояния при старении.

Выполняйте комплексную проверку старения внешней оболочки всех жгутов проводов термопар каждые две недели во время планового обслуживания пресс-формы, классифицируйте и записывайте степень старения каждого сегмента провода. Частота проверок увеличивается один раз в неделю на линиях по производству пластмасс, вызывающих высокую температуру, а жгут проводов степени старения 2 заменяется заранее во время планового технического обслуживания во время простоя. Все жгуты проводов-удлинителей, находящиеся в эксплуатации более 8 месяцев, проходят единый осмотр на степень старения, а жгуты проводов с явной твердостью и микро-трещинами заменяются целиком для устранения скрытых электрических дефектов в источнике.

5. Меры предосторожности после замены нового жгута проводов.

Замените стареющий и треснутый удлинительный жгут проводов,-оптимизируйте схему проводки в соответствии со спецификациями защиты, добавьте термозащитные втулки и втулки для защиты от трения в местах с высоким-риском старения, отрегулируйте плотность крепления кабельной стяжки и радиус изгиба провода, запишите время замены и модель материала оболочки провода в системе управления жизненным циклом термопары, установите время напоминания о следующей проверке и регулярно отслеживайте ход старения нового жгута проводов, чтобы сформировать замкнутый-цикл процесс управления техническим обслуживанием.