چگونه درمان های پوشش قالب بر راندمان انتقال حرارت سطح ترموکوپل تأثیر می گذارد

بسیاری از تولیدکنندگان دونده داغ از روش‌های پوشش سطحی مانند نیتریدینگ، پوشش الماس DLC، پوشش ضد چسبنده PTFE روی منیفولدها و نازل‌ها برای جلوگیری از خوردگی فولاد قالب، چسبندگی پلاستیک و رسوب کربن استفاده می‌کنند. ضخامت پوشش و کیفیت مواد مختلف رسانایی حرارتی سطح صفحه اندازه‌گیری را تغییر می‌دهد، که در انتقال حرارت بین بستر فلزی و سر حسگر ترموکوپل اختلال ایجاد می‌کند و باعث تأخیر در اندازه‌گیری دما و جبران ثابت می‌شود. این مقاله تأثیر پوشش‌های معمولی رانر داغ و تکنیک‌های تنظیم تطبیق برای نظارت بر ترموکوپل را مورد بحث قرار می‌دهد.

عملیات نیتریدینگ محبوب ترین پوشش تقویت کننده سطح دونده داغ با ضخامت کم است، ضخامت پوشش فقط 0.03 ~ 0.08 میلی متر است و لایه متراکم نیترید فلزی دارای رسانایی حرارتی نزدیک به فولاد قالب است. تأثیر بر انتقال حرارت ترموکوپل کم است و افست اندازه گیری دما در ± 0.3 درجه کنترل می شود که عملاً بر کنترل معمول تولید تأثیر نمی گذارد. تنها مشکل پنهان، حفره‌های کوچک ناهموار کوچکی است که روی سطح نیترید شده ایجاد می‌شوند، و گرد و غبار کربن راحت‌تر در چاله‌ها رسوب می‌کند، و تجمع طولانی‌مدت باعث ایجاد موانع حرارتی برای ایجاد رانش می‌شود. تطبیق بهینه سازی: . برای ترموکوپل‌های نصب شده بر روی سطوح اندازه‌گیری نیترید، ضخامت خمیر رسانای حرارتی باید متناسب با آن افزایش یابد تا حفره‌های میکرو{9} پر شود و چرخه تمیز کردن کربن یک هفته کوتاه شود.

الماس DLC-مثل پوشش ضد چسب کربن- با ضخامت 0.05-0.15 میلی‌متر، پوشش مبتنی بر کربن با هدایت حرارتی پایین{10}}، که یک لایه مقاومت حرارتی آشکار بین بستر فولادی داغ و سطح تماس ترموکوپل ایجاد می‌کند. دمای ثبت شده ترموکوپل 1-1.8 درجه کمتر از دمای فلز کانال جریان واقعی در همان دما است، و تأخیر پاسخ دما 1-2 ثانیه افزایش می‌یابد. با ضخیم تر شدن پوشش DLC، افست بیشتر مشخص می شود. برای دونده های داغ با پوشش کامل DLC روی صفحات اندازه گیری منیفولد، دو اقدام تنظیمی می توان انجام داد. یکی افزایش مقدار پوشش خمیر رسانای حرارتی پودر فلز با هدایت حرارتی بالا برای شکستن مانع گرمایی پوشش با رسانایی پایین است. مورد دیگر این است که یک افست مثبت ثابت 1-2 درجه را در کانال کنترل کننده مربوطه تنظیم کنید تا کم خواندن ناشی از پوشش را جبران کند. جدا کردن پوشش DLC فقط در نقطه اندازه گیری توصیه نمی شود. آسیب پوشش موضعی منجر به سایش سطحی ناسازگار و رسوب سریع کربن در مرز خواهد شد.

پوشش ضد چسبنده PTFE پلیمری-. این یک پوشش آلی نرم با هدایت حرارتی بسیار کم، ضخامت 0.1{4}} 0.3 میلی متر و بیشترین تداخل در نظارت بر دمای ترموکوپل است. حتی یک لایه نازک از PTFE یک لایه عایق حرارت قوی تشکیل می دهد که باعث تاخیر در خواندن بیش از 3 ثانیه و رانش منفی ثابت 2 تا 4 درجه می شود. PTFE به تدریج در بالای 280 درجه تجزیه می شود و کربن می شود و یک لایه عایق مرکب از باقیمانده آلی و گرد و غبار کربن تشکیل می دهد و انحراف رانش روز به روز رشد می کند. راه حل: در طراحی قالب برای جلوگیری از چیدمان نقاط اندازه گیری ترموکوپل روی نواحی پوشش داده شده PTFE{11}} در صورتی که نقطه اندازه گیری با پوشش PTFE پوشانده شده است، پوشش PTFE را در موقعیت تماس سر حسگر در حین پردازش قالب بردارید و یک صفحه اندازه گیری فلزی لخت را برای تماس مستقیم نوک سر یا پروانه تخت نگه دارید. از سطوح با روکش PTFE برای دونده های گرم طولانی مدت با دمای بالا و بالای 300 درجه اجتناب کنید.

روکش کروم سخت دارای ضخامت 0.08-0.2 میلی متر و رسانایی حرارتی متوسط ​​است. سطحی صاف و متراکم دارد که به راحتی نمی توان ذخایر کربن را ایجاد کرد. انحراف اندازه گیری دما تقریباً 0.6 درجه است که می تواند توسط خمیر رسانای حرارتی لایه نازک در هنگام نصب ترموکوپل به حداقل برسد. سطح صاف با روکش کروم سرعت چسبندگی کربن را به حداقل می رساند و در نتیجه چرخه تمیز کردن سرهای حسگر ترموکوپل را طولانی تر می کند.

توصیه هایی برای بهبود چیدمان پوشش در مرحله طراحی قالب. تمام مکان‌های اندازه‌گیری ترموکوپل باید تا حد امکان روی صفحات فلزی بدون پوشش متمرکز شوند. اگر قالب کامل پوشش داده شده است، لایه نازک-نیتریدینگ یا روکش کروم قوی را انتخاب کنید، از پوشش-DLC و PTFE در مکان‌های اندازه‌گیری دما اجتناب کنید. هنگام سفارشی‌سازی ترموکوپل‌ها برای رانرهای گرم روکش‌شده، از قبل به تامین‌کننده نوع و ضخامت پوشش اطلاع دهید و حسگرهای مهره‌ای بدون زمین با حساسیت بالا با ساختار تماس فوق-نازک برای به حداقل رساندن افت مقاومت انتقال حرارت انتخاب کنید. در طول کالیبراسیون معمولی، انحراف ثابت از پوشش را به صورت جداگانه ثبت کنید و پارامترهای اصلاحی متمایز را برای هر ناحیه دونده داغ پوشش داده شده ایجاد کنید تا دقت اندازه‌گیری دما در درازمدت تثبیت شود.