Đạp xe nhiệt ảnh hưởng đến tuổi thọ cặp nhiệt điện ở người chạy bộ nóng như thế nào?

Chu kỳ nhiệt-làm nóng và làm mát lặp đi lặp lại hệ thống đường chạy nóng giữa quá trình khởi động, sản xuất và tắt máy-là một trong những yếu tố gây căng thẳng có hại nhất đối với cặp nhiệt điện. Mỗi chu kỳ khiến cảm biến phải chịu biến dạng cơ học do sự giãn nở nhiệt chênh lệch giữa đầu dò và lỗ lắp. Nếu đầu dò được làm bằng Inconel (hệ số giãn nở nhiệt ~14×10⁻⁶/ độ ) và khuôn là thép (~12×10⁻⁶/ độ ), đầu dò sẽ giãn nở nhiều hơn lỗ một chút. Trong thiết kế-có lò xo, chiều dài tăng thêm này sẽ nén lò xo, duy trì sự tiếp xúc. Tuy nhiên, nếu lực lò xo không đủ hoặc nếu đầu dò bị kẹp cứng, sự giãn nở có thể khiến đầu dò bị vênh, uốn cong vỏ và làm nứt lớp cách nhiệt khoáng bên trong. Trải qua hàng trăm chu kỳ, hiện tượng mỏi này dẫn đến các vết nứt nhỏ trên dây, gây ra hiện tượng hở mạch không liên tục. Chu kỳ nhiệt cũng làm tăng tốc độ oxy hóa của hợp kim cặp nhiệt điện. Mỗi lần cảm biến được làm nóng đến 350 độ, các dây alumel niken{16}}crom và niken{17}}sẽ oxy hóa trên bề mặt của chúng, dần dần thay đổi thành phần của chúng. Quá trình oxy hóa này được tích lũy-trong tổng thời gian ở nhiệt độ cao, nhưng số chu kỳ quan trọng hơn vì mỗi giai đoạn đun nóng sẽ đưa oxy mới vào và tạo ra các lớp oxit mới. Lớp oxit ở điểm nối làm thay đổi tính chất nhiệt điện, gây ra hiện tượng trôi dạt thường xuyên sau khi tắt máy và khởi động lại. Ngoài ra, chu trình nhiệt làm cho lớp cách nhiệt khoáng chất (MgO) giãn nở và co lại, tạo ra các vết nứt vi mô cho phép hơi ẩm xâm nhập trong thời gian làm mát khi cảm biến co lại và hút không khí ẩm vào. Độ ẩm làm giảm điện trở cách điện, dẫn đến tiếng ồn và kết quả đo thất thường. Để giảm thiểu thiệt hại do đạp xe, một số chiến lược có thể giúp ích: sử dụng cặp nhiệt điện có vỏ bọc dày hơn để chống vênh; đảm bảo tải trước lò xo vừa đủ nhưng không quá mức; bôi hợp chất chống{26}}giữ lại vào các sợi chỉ để ngăn chặn hiện tượng co ngót, có thể gây ra hiện tượng bó buộc; và sử dụng quy trình khởi động mềm để làm nóng dần ống góp đến 150 độ trước khi sử dụng toàn bộ công suất, giảm sốc nhiệt. Một số cơ sở áp dụng chính sách không làm mát hoàn toàn bộ chạy nóng giữa các khoảng thời gian nghỉ ngắn-việc giữ nó ở nhiệt độ "chờ" 150-180 độ sẽ làm giảm số chu kỳ nhiệt đầy đủ. Ngoài ra, việc chọn cặp nhiệt điện có vật liệu vỏ dễ uốn hơn (ví dụ: Inconel 600 thay vì 316 không gỉ) sẽ cải thiện khả năng chống mỏi. Các nhà sản xuất thường chỉ định tuổi thọ vòng đời của cặp nhiệt điện-thường là 5.000 đến 10.000 chu kỳ đối với thiết bị tiêu chuẩn và lên đến 20.000 đối với phiên bản hạng nặng. Việc theo dõi số chu kỳ nhiệt (không chỉ số giờ vận hành) giúp dự đoán việc thay thế. Tóm lại, chu trình nhiệt là kẻ giết người thầm lặng của cặp nhiệt điện. Bằng cách hiểu được tác động của nó và thực hiện các biện pháp giảm thiểu, thợ đúc có thể kéo dài tuổi thọ cảm biến và giảm thời gian ngừng hoạt động ngoài dự kiến, đặc biệt là ở các nhà máy chạy nhiều ca và thay đổi khuôn thường xuyên.