Những thách thức chính trong quá trình giảm đường kính của cặp nhiệt điện bọc thép chạy nóng nằm ở việc kiểm soát hư hỏng vật liệu, duy trì độ chính xác về kích thước và đảm bảo hiệu suất cách nhiệt. Những khía cạnh này ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác của phép đo nhiệt độ và tuổi thọ của sản phẩm.
1. Phân tích các thách thức của quy trình cốt lõi
① Dây cặp nhiệt điện bên trong dễ bị đứt hoặc hư hỏng. Trong quá trình giảm đường kính, ống bảo vệ kim loại bị nén và các dây cặp nhiệt điện bên trong (chẳng hạn như loại K- và loại J-) chịu ứng suất kéo. Nếu tốc độ kéo quá nhanh hoặc khuôn không được căn chỉnh đúng cách có thể dễ dàng dẫn đến đứt dây cục bộ hoặc tiếp xúc kém.
Rủi ro tăng lên đáng kể, đặc biệt là khi xử lý các thông số kỹ thuật cực-tốt Φ0,25–0,5mm.
② Mật độ lớp cách nhiệt magie oxit không đồng đều. Vật liệu cách nhiệt cần duy trì mật độ cao và phân bố đồng đều trong quá trình giảm đường kính. Nếu các tham số quá trình rèn hoặc vẽ không khớp, nó sẽ gây ra các khoảng trống hoặc phân tách cục bộ, làm giảm điện trở cách điện (phải Lớn hơn hoặc bằng 1000MΩ) và ảnh hưởng đến độ ổn định tín hiệu.
Độ ẩm còn lại cũng sẽ bốc hơi ở nhiệt độ cao, gây ra sự giãn nở lỗ chân lông và ảnh hưởng đến tính toàn vẹn của cấu trúc.
③ Khó khăn trong việc kiểm soát tính nhất quán của đường kính ngoài: Trong quá trình gia công nguội nhiều lần, độ mòn khuôn, dao động nhiệt độ hoặc thay đổi độ căng cấp liệu có thể khiến độ lệch đường kính ngoài của thành phẩm vượt quá ±0,02mm, ảnh hưởng đến khả năng tương thích lắp ráp của nó trong các khuôn chính xác.
Đặc biệt trong quá trình sản xuất liên tục các đầu dò dài, chênh lệch đường kính giữa phần đầu và phần cuối có xu hướng vượt quá tiêu chuẩn.
④ Những thách thức trong việc kết hợp các quá trình làm cứng và ủ công việc: Trong quá trình gia công nguội, ống bọc kim loại (chẳng hạn như thép không gỉ 304/316L) trải qua quá trình làm cứng, phải được phục hồi độ dẻo thông qua quá trình ủ trung gian.
Nhiệt độ ủ quá cao có thể dẫn đến hạt thô hoặc cacbon hóa, trong khi nhiệt độ quá thấp không thể loại bỏ ứng suất bên trong, ảnh hưởng đến hiệu suất kéo tiếp theo.
⑤ Cân bằng hiệu suất uốn và độ bền cơ học: Việc giảm đường kính quá mức có thể làm suy yếu cường độ nén của lớp giáp, khiến đầu dò bị xẹp hoặc biến dạng dưới áp suất ép phun cao (lên tới 150MPa).
Đồng thời, cần có đủ sự linh hoạt để thích ứng với các định hướng kênh dòng chảy phức tạp, đặt ra yêu cầu cao về lựa chọn vật liệu và phối hợp quy trình.
2. Chiến lược đối phó và hướng tối ưu hóa
Những thách thức và giải pháp
Đứt dây: Sử dụng hệ thống cấp điện có độ căng thấp + phát hiện đứt dây trực tuyến, giám sát độ dẫn điện theo thời gian thực.
Khiếm khuyết về cách điện: Sử dụng bột oxit magie có độ tinh khiết cao- (Lớn hơn hoặc bằng 99,5%) và thực hiện xử lý sơ bộ bằng cách sấy chân không.
Độ lệch kích thước: Trang bị hệ thống điều khiển vòng-đo đường kính bằng laser để tự động điều chỉnh áp suất khuôn vẽ.
Uneven Annealing: Implement segmented temperature-controlled annealing: 900℃ for outer diameter >3 mm, 800 độ đối với Nhỏ hơn hoặc bằng 3 mm, tiếp theo là làm mát không khí sau khi bảo quản nhiệt.
Giảm đặc tính cơ học: Chọn vỏ bọc hợp kim nhiệt độ cao-Inconel 600 để cải thiện khả năng chịu áp lực và chống mỏi.
Đề xuất thực tế: Thiết lập-cơ chế lấy mẫu hàng loạt và kiểm tra từng phần đầu tiên cho các phần quy trình chính, kết hợp kiểm tra cách điện, kiểm tra độ kín khí và xác minh thời gian phản hồi để đảm bảo độ tin cậy của sản phẩm.
