กลไกการเสื่อมสภาพที่อุณหภูมิสูง-ของการวิเคราะห์ความล้มเหลวของท่อทำความร้อนพลาสติกและเทอร์โมคัปเปิล
การทำงานต่อเนื่องที่อุณหภูมิสูง-ในระดับสูง-ในระยะยาวเป็นสาเหตุหลักของการเสื่อมสภาพของประสิทธิภาพและความล้มเหลวของท่อทำความร้อนและเทอร์โมคัปเปิลในกระบวนการผลิตพลาสติก ความล้มเหลวในการควบคุมอุณหภูมิอย่างกะทันหันหลายครั้งในการผลิตไม่ได้เกิดจากความเสียหายของส่วนประกอบ แต่เกิดจากการลดทอนการเสื่อมสภาพสะสมภายใต้-สภาพการทำงานที่อุณหภูมิสูง การทำความเข้าใจกลไกการเสื่อมสภาพของอุณหภูมิสูง-ช่วยในการกำหนดแผนการบำรุงรักษาตามเป้าหมาย และหลีกเลี่ยงการหยุดการผลิตโดยไม่คาดคิด
การเสื่อมสภาพภายในของท่อทำความร้อนส่วนใหญ่สะท้อนให้เห็นในการลดประสิทธิภาพของแกนทำความร้อนโลหะผสมนิกเกิล-โครเมียมและชั้นฉนวนอุณหภูมิสูง- การทำงานของอุณหภูมิสูง-ในระยะยาว-ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงความต้านทานเล็กน้อยของแกนทำความร้อน ส่งผลให้กำลังความร้อนที่ออกมาไม่สม่ำเสมอ วัสดุชั้นฉนวนจะค่อยๆ อายุและหดตัว ส่งผลให้การนำความร้อนในท้องถิ่นไม่สมดุลและสูญเสียความร้อนเพิ่มขึ้น แจ็คเก็ตที่ทำจากสเตนเลสสตีลจะเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูง-อย่างช้าๆ ซึ่งช่วยลดการนำความร้อนของพื้นผิวและความต้านทานการกัดกร่อน
ความล้มเหลวของอุณหภูมิสูงของเทอร์โมคัปเปิล-ส่วนใหญ่เกิดจากการดริฟท์ของประสิทธิภาพการแปลงเทอร์โมอิเล็กทริกและการเกิดออกซิเดชันของโพรบ -การสัมผัสกับบรรยากาศที่มีอุณหภูมิสูง-ซึ่งระเหยได้ของพลาสติกในระยะยาวทำให้เกิดออกซิเดชันของพื้นผิวโพรบและการเปลี่ยนแปลงอัตราส่วนส่วนประกอบ ส่งผลให้ความไวของสัญญาณลดลง การเสื่อมสภาพของอุณหภูมิสูง-ทำให้ความเป็นเชิงเส้นของการตอบสนองต่ออุณหภูมิแย่ลง และข้อผิดพลาดจะค่อยๆ เพิ่มขึ้นตามการขยายเวลาการทำงาน
จากข้อมูลการทดสอบอายุ ท่อทำความร้อนที่ทำงานที่อุณหภูมิสูงกว่า 350 องศาเป็นเวลานานจะมีอัตราการลดทอนประสิทธิภาพ 2.1 เท่าของสภาพการทำงานที่อุณหภูมิทั่วไป ความเร็วการเบี่ยงเบนของสัญญาณเทอร์โมคัปเปิลเพิ่มขึ้น 1.8 เท่าในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง- และความน่าจะเป็นที่จะเกิดความล้มเหลวเพิ่มขึ้นอย่างมากหลังจากการทำงานต่อเนื่องเป็นเวลา 4000 ชั่วโมง
ท่อทำความร้อนที่มีโครงสร้างต่างกันมีความต้านทานการเสื่อมสภาพที่อุณหภูมิสูง-แตกต่างกัน ท่อความร้อนแบบมีรูพรุนมีสถานะการฟิตติ้งที่มั่นคงและการกระจายความร้อนสม่ำเสมอ โดยมีอายุเฉพาะที่ช้า ท่อทำความร้อนแบบตรงมีความเครียดที่สมดุลและความเร็วการเสื่อมสภาพที่มั่นคง ท่อให้ความร้อนแบบมุมมีความเข้มข้นของความเค้นดัดงอ ซึ่งมีแนวโน้มที่จะเร่งอายุที่ตำแหน่งเฉพาะในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง-
ตารางต่อไปนี้แสดงประสิทธิภาพการเสื่อมสภาพที่อุณหภูมิสูง-และอัตราความล้มเหลวของส่วนประกอบต่างๆ:
|
ประเภทส่วนประกอบ |
อุณหภูมิในการทำงาน |
การลดทอนประสิทธิภาพ 4000h |
อัตราความล้มเหลว 6000 ชม |
แบบฟอร์มความล้มเหลวหลักในการชราภาพ |
|---|---|---|---|---|
|
ท่อความร้อนแบบมีรูพรุน |
350-420 องศา |
6.8% |
3.2% |
การลดทอนประสิทธิภาพที่สม่ำเสมอ |
|
ท่อทำความร้อนแบบตรง |
350-420 องศา |
8.5% |
4.5% |
ความไม่สมดุลของพลังงานเล็กน้อย |
|
ท่อทำความร้อนมุม |
350-420 องศา |
11.2% |
6.8% |
ความล้มเหลวของผู้สูงอายุในท้องถิ่น |
|
เทอร์โมคัปเปิลชนิด J |
350-420 องศา |
การลดทอนความไว 12.5% |
8.2% |
โพรบดริฟท์ออกซิเดชัน |
|
เทอร์โมคัปเปิลชนิด K |
350-420 องศา |
การลดทอนความไว 7.3% |
4.1% |
ดริฟท์สัญญาณช้า |
มาตรการป้องกันการเสื่อมสภาพที่มีประสิทธิภาพ ได้แก่ การควบคุมภาระของอุณหภูมิ การทำความสะอาดเป็นประจำ และการสอบเทียบเวลา การหลีกเลี่ยงการดำเนินการด้านพลังงานที่เกินพิกัด-ในระยะยาวจะช่วยลดความเร็วการเสื่อมสภาพของส่วนประกอบ การกำจัดการสะสมของคาร์บอนบนพื้นผิวและคราบน้ำมันเป็นประจำช่วยรักษาประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนและการตรวจจับ การสอบเทียบอย่างทันท่วงทีช่วยแก้ไขข้อผิดพลาดของสัญญาณอายุ
การเรียนรู้กฎการเสื่อมสภาพของส่วนประกอบสามารถรับรู้ถึงการบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์ เปลี่ยนชิ้นส่วนที่เสื่อมสภาพล่วงหน้า หลีกเลี่ยงความล้มเหลวของอุปกรณ์อย่างกะทันหัน และรับประกันการทำงานของสายการผลิตที่ต่อเนื่องและมีเสถียรภาพ
แผนการบำรุงรักษาตามอายุการใช้งานโดยมืออาชีพสามารถกำหนดได้ตามอุณหภูมิการทำงานจริงและชั่วโมงการทำงานเพื่อยืดอายุการใช้งานโดยรวมของระบบควบคุมอุณหภูมิ
