Cách xử lý lớp phủ khuôn ảnh hưởng đến hiệu suất truyền nhiệt bề mặt cặp nhiệt điện

Nhiều nhà sản xuất đường dẫn nóng áp dụng các phương pháp xử lý lớp phủ bề mặt, chẳng hạn như thấm nitơ, lớp phủ kim cương DLC, lớp phủ chống dính-PTFE trên các ống góp và vòi phun để ngăn chặn sự ăn mòn thép khuôn, độ bám dính nhựa và sự lắng đọng cacbon. Độ dày lớp phủ và chất lượng vật liệu khác nhau làm thay đổi độ dẫn nhiệt bề mặt của mặt phẳng đo, cản trở quá trình truyền nhiệt giữa nền kim loại và đầu cảm biến cặp nhiệt điện, gây ra độ trễ đo nhiệt độ và độ lệch cố định. Bài viết này thảo luận về tác động của lớp phủ dẫn nóng thông thường và các kỹ thuật điều chỉnh phù hợp để theo dõi cặp nhiệt điện.

Xử lý thấm nitơ là lớp phủ tăng cường bề mặt chạy nóng phổ biến nhất với độ dày thấp, độ dày lớp phủ chỉ 0,03 ~ 0,08mm và lớp nitrit kim loại dày đặc có độ dẫn nhiệt gần với thép khuôn. Ảnh hưởng đến sự truyền nhiệt của cặp nhiệt điện là nhỏ và độ lệch của phép đo nhiệt độ được kiểm soát trong phạm vi ± 0,3 độ, điều này thực tế không ảnh hưởng đến việc kiểm soát sản xuất thông thường. Khó khăn tiềm ẩn duy nhất là các lỗ nhỏ li ti{5}}không đồng đều được tạo ra trên bề mặt thấm nitơ và bụi carbon dễ lắng đọng hơn trong các lỗ và sự tích tụ lâu dài-sẽ tạo thành các rào cản nhiệt gây ra hiện tượng trôi dạt. Kết hợp tối ưu hóa: . Đối với cặp nhiệt điện được lắp đặt trên bề mặt đo thấm nitơ, độ dày của lớp dán dẫn nhiệt phải được tăng lên tương ứng để lấp đầy các lỗ nhỏ-và chu trình làm sạch carbon được rút ngắn lại một tuần.

Lớp phủ chống dính-giống carbon-như kim cương DLC ​​có độ dày 0,05-0,15 mm, lớp phủ dựa trên carbon{10}}có độ dẫn nhiệt thấp, tạo ra lớp cản nhiệt rõ ràng giữa đế thép dẫn nước nóng và bề mặt tiếp xúc cặp nhiệt điện. Nhiệt độ được ghi lại của cặp nhiệt điện thấp hơn 1-1,8 độ so với nhiệt độ của kim loại trong kênh dòng chảy thực ở cùng nhiệt độ và độ trễ phản ứng nhiệt độ tăng thêm 1-2 giây. Sự chênh lệch trở nên rõ rệt hơn khi lớp phủ DLC dày hơn. Đối với các đường dẫn nóng có lớp phủ DLC đầy đủ trên mặt phẳng đo đa tạp, có thể thực hiện hai biện pháp điều chỉnh. Một là tăng lượng lớp phủ của bột kim loại dẫn nhiệt có độ dẫn nhiệt cao để vượt qua rào cản nhiệt của lớp phủ có độ dẫn nhiệt thấp. Cách khác là đặt trước độ lệch dương cố định 1-2 độ trên kênh điều khiển tương ứng để bù cho việc đọc dưới mức do lớp phủ gây ra. Không nên chỉ gia công lớp phủ DLC tại điểm đo. Thiệt hại lớp phủ cục bộ sẽ dẫn đến sự mài mòn bề mặt không nhất quán và sự lắng đọng carbon nhanh chóng ở ranh giới.

Lớp phủ chống dính polyme PTFE. Đây là lớp phủ hữu cơ mềm có độ dẫn nhiệt rất thấp, độ dày 0,1-0,3 mm và gây cản trở đáng kể nhất cho việc theo dõi nhiệt độ cặp nhiệt điện. Ngay cả một lớp PTFE mỏng cũng sẽ tạo thành một lớp cách nhiệt mạnh, gây ra độ trễ khi đọc nhiệt độ trên 3 giây và độ lệch âm cố định từ 2 ~ 4 độ. PTFE sẽ phân hủy và cacbon hóa dần dần ở nhiệt độ trên 280 độ, tạo thành lớp cách nhiệt tổng hợp gồm cặn hữu cơ và bụi carbon, và độ trôi dạt sẽ tăng lên từng ngày. Giải pháp: Trong thiết kế khuôn để tránh sắp xếp các điểm đo cặp nhiệt điện trên khu vực được phủ PTFE. 1. Trong trường hợp điểm đo được bao phủ bởi lớp phủ PTFE, hãy loại bỏ lớp phủ PTFE tại vị trí tiếp xúc của đầu cảm biến trong quá trình xử lý khuôn và dành mặt phẳng đo bằng kim loại trần để tiếp xúc trực tiếp với đầu phẳng hoặc đầu dò của cặp nhiệt điện. Tránh các bề mặt được phủ PTFE đối với các vật chạy nóng ở nhiệt độ cao trong thời gian dài trên 300 độ.

Lớp mạ crom cứng có độ dày 0,08-0,2mm và độ dẫn nhiệt trung bình. Nó có bề mặt mịn và dày đặc, không dễ phát triển cặn carbon. Độ lệch của phép đo nhiệt độ là khoảng 0,6 độ, có thể được giảm thiểu bằng lớp dán dẫn nhiệt lớp mỏng trong quá trình lắp đặt cặp nhiệt điện. Bề mặt mạ crom mịn giảm thiểu tốc độ bám dính carbon từ đó kéo dài chu kỳ làm sạch của đầu cảm biến cặp nhiệt điện.

Đề xuất cải tiến bố trí lớp phủ trong giai đoạn thiết kế khuôn. Tất cả các vị trí đo cặp nhiệt điện phải được tập trung càng nhiều càng tốt trên các mặt phẳng kim loại trần không tráng phủ. Nếu toàn bộ khuôn đã được phủ, hãy chọn lớp phủ thấm nitơ-mỏng hoặc mạ crôm mạnh, tránh lớp phủ DLC và PTFE có diện tích lớn ở những nơi đo nhiệt độ. Khi tùy chỉnh cặp nhiệt điện cho các đường dẫn nóng có lớp phủ, hãy tư vấn trước cho nhà cung cấp về loại và độ dày lớp phủ, đồng thời chọn các cảm biến hạt tiếp xúc không nối đất có độ nhạy cao-có cấu trúc tiếp xúc siêu mỏng để giảm thiểu tổn thất điện trở truyền nhiệt. Trong quá trình hiệu chuẩn thông thường, hãy ghi lại riêng phần bù cố định từ lớp phủ và thực hiện các thông số hiệu chỉnh riêng biệt cho từng vùng chạy nóng được phủ để ổn định độ chính xác lâu dài của phép đo nhiệt độ.