Tại sao độ dày thành vỏ bọc bằng thép không gỉ 316 dưới 0,9 mm lại yêu cầu giảm tỷ lệ giảm độ lệch để ngăn ngừa hư hỏng do hình bầu dục và dây điện trở trong các bộ phận làm nóng có dung sai-cao?

Đối với các kỹ sư sản xuất và chuyên gia đảm bảo chất lượng, những người chịu trách nhiệm về các bộ phận làm nóng điện chính xác được sử dụng trong các thiết bị phân tích, xử lý chất bán dẫn và thiết bị y tế, độ chính xác hình học của vỏ thép không gỉ 316 cũng quan trọng như khả năng chống ăn mòn của nó. Độ lệch hình bầu dục so với mặt cắt ngang hình tròn thực sự- và độ đồng tâm, vị trí tương đối của dây điện trở trong vỏ bọc, có ảnh hưởng trực tiếp đến sự phân bổ nhiệt, cách điện và độ khít cơ học bên trong vòi phun của bình. Tỷ lệ giảm độ lệch thông thường đối với vỏ bọc dày hơn trở nên rắc rối ở độ dày thành dưới 0,9 mm. Thành mỏng biến dạng không{6}}đồng đều ở tỷ lệ thu nhỏ cao gây ra hình bầu dục và có thể làm tổn thương dây điện trở nhạy cảm. Bài viết này mô tả một cách định lượng mối quan hệ giữa độ dày thành mỏng và mức giảm độ vênh tối đa đối với chất lượng vỏ bọc cuối cùng và đưa ra các giới hạn quy trình để sản xuất lò sưởi có khả năng chịu đựng cao.

Cơ chế chuyển đổi mỏng-Ống 316 có tường
Chuyển đổi là một quá trình trong đó ống 316 được đập hướng tâm vào bên trong bằng khuôn quay, làm giảm tỷ lệ giảm đường kính bên ngoài. 20-30 % thường thấy đối với độ dày thành bình thường trên 1,2 mm. Điều này làm giảm ống 12 mm xuống còn 9,6 mm hoặc 8,4 mm. Bức tường lớn cung cấp đủ độ cứng xuyên tâm để giữ cho quá trình luôn tròn. Đối với các ống có thành mỏng-dưới 0,9 mm, độ cứng xuyên tâm giảm đáng kể do độ cứng có liên quan đến lập phương có độ dày thành. Một bức tường 0,8 mm có độ cứng hướng tâm bằng khoảng một phần ba so với bức tường 1,2 mm. Dưới cùng một lực chuyển động, ống mỏng ưu tiên biến dạng theo hướng của khuôn chuyển động, tạo thành một mặt cắt ngang hình bầu dục{15}}với trục chính cùng hướng với tác động của khuôn. Độ lệch của tường mỏng{17}}với mức giảm tiêu chuẩn thường là 0,1–0,3 mm trong khi 0,02–0,05 mm đối với tường dày. Hình bầu dục gây ra sự nén không đồng đều của MgO - đậm đặc hơn dọc theo trục chính và ít đậm đặc hơn ở trục nhỏ. Sự không đồng nhất này{25}}gây ra các điểm nóng cục bộ và làm giảm điện trở cách điện. Hơn nữa, dây điện trở được tập trung bởi bột MgO có thể di chuyển về phía trục nhỏ nơi lực nén ít hơn, làm suy yếu thêm độ đồng tâm.

Giảm chuyển đổi tối đa cho vỏ bọc có thành mỏng-
Các nghiên cứu thực nghiệm đã được thực hiện trên 316 vỏ bọc có độ dày thành khác nhau và đã xác định được tỷ lệ giảm độ lệch tối đa để duy trì hình bầu dục xuống dưới 0,05 mm và độ đồng tâm trong khoảng 10% độ dày thành. Đối với độ dày thành 0,7 mm, tỷ lệ giảm tối đa là 12% (mức sàn sản xuất quy định tại điều 11). Ống 10 mm có thể giảm xuống còn 8,8 mm chứ không phải 8,0 mm. Đối với độ dày thành 0,8 mm, tỷ lệ giảm tối đa là 15%. Tối đa cho độ dày thành 0,9 mm là 18%. Mức tăng tối đa lên 22% đối với độ dày thành 1,0 mm. Mức giảm chấp nhận được là 25-30% đối với 1,2 mm trở lên. Các hạn chế được dựa trên một lần chuyển đổi duy nhất. Một số bước với quá trình ủ trung gian có thể được thực hiện để giảm tổng thể nhiều hơn mà không làm giảm chất lượng. Một vỏ bọc 0,8 mm được quấn với mức giảm 10%, được ủ và được quấn lại với mức giảm 10% mang lại mức giảm tổng cộng là 19% với hình bầu dục tương tự như mức giảm 12% trong một lần đi qua. Nhược điểm là chi phí sản xuất và thời gian chu kỳ cao hơn.

Ma trận giảm hoán đổi và độ dày thành tối thiểu cho bộ gia nhiệt chính xác
Bảng sau đây trình bày các tỷ lệ giảm độ lệch tối đa được khuyến nghị và kết quả là độ ôvan dự kiến ​​cho 316 vỏ bọc có độ dày thành khác nhau cho các ứng dụng phần tử gia nhiệt có dung sai cao.

316 Độ dày thành vỏ bọc Giảm chuyển đổi một lần tối đa Giảm đa lần-tối đa (Có ủ) Độ biến dạng dự kiến ​​ở mức giảm tối đa Độ đồng tâm dự kiến ​​(độ lệch vị trí dây)Các ứng dụng thông thường
0,7 mm (sản xuất tối thiểu) 12% 18% (2 lượt) 0,08 – 0,12 mm 0,10 – 0,15 mmBộ gia nhiệt vi mô-cho thiết bị phân tích
0,8 mm 15% 22% (2 lượt) 0,06 – 0,10 mm 0,08 – 0,12 mm Bộ gia nhiệt hộp mực đường kính nhỏ
0,9 mm 18% 25% (2 lượt) 0,05 – 0,08 mm 0,06 – 0,10 mm Bộ gia nhiệt thiết bị y tế chính xác
1,0 mm 22% 30% (2 lượt) 0,04 – 0,06 mm 0,05 – 0,08 mm Bộ gia nhiệt xử lý chất bán dẫn
1,2 mm 25% 35% (2 lượt) 0,03 – 0,05 mm 0,04 – 0,06 mm Máy sưởi chính xác công nghiệp tiêu chuẩn
28% 40% (2 lượt) Mục đích chung với dung sai tốt 1,6 mm 0,02 – 0,04 mm 0,03 – 0,05 mm
2,0 mm 30%Không bắt buộc 0,02 – 0,03 mm 0,02 – 0,04 mm Dày-thiết kế cơ khí tường
Đối với các ứng dụng cần độ chính xác hình học tối đa, chẳng hạn như máy sưởi phải vừa với một lỗ-có dung sai chặt chẽ hoặc cung cấp nhiệt ổn định trên một vùng hạn chế, các kỹ sư nên yêu cầu độ bầu dục tối đa là 0,05 mm và yêu cầu nhà sản xuất đo độ đồng tâm. Điều này thường yêu cầu độ dày thành từ 1,0 mm trở lên hoặc -chuyển đổi nhiều đường cho các bức tường mỏng hơn, điều này làm tăng thêm chi phí.

Lỗi dây điện trở trong quá trình chuyển đổi có tường mỏng-
Ngoài hình bầu dục,-sự uốn cong của tường mỏng cũng có thể gây hư hỏng trực tiếp cho dây điện trở. Các khuôn dập tạo ra một lực hướng tâm truyền qua vỏ bọc và MgO tới dây. MgO nén đồng đều cho các bức tường dày và dây chỉ chịu ứng suất nén, không làm suy giảm hợp kim crom niken-dẻo. Thành mỏng được đặc trưng bởi độ cứng xuyên tâm thấp hơn cho phép biến dạng cục bộ có thể tạo ra ứng suất điểm đáng kể trên dây. Nếu khuôn bị uốn cong hoặc móp, điện trở sẽ thay đổi cục bộ và tạo ra điểm nóng sẽ sớm bị hỏng. Khi độ dày thành nhỏ hơn 0,9 mm và tỷ lệ giảm lớn hơn 15%, kết quả thực nghiệm cho thấy tỷ lệ hư hỏng dây tăng từ dưới 0,1% lên khoảng 2{13}}5%. Tỷ lệ phế liệu này phù hợp với một số ứng dụng nhưng không thực tế khi sản xuất số lượng lớn với chi phí thấp. Để tránh dây trong tường mỏng bị lệch, nhà sản xuất nên sử dụng dây có đường kính lớn hơn, có độ cứng uốn lớn hơn hoặc sử dụng dây xoắn nhiều sợi có thể chịu được biến dạng tốt hơn dây đơn. Nếu các kỹ sư chỉ định vỏ bọc thành mỏng, họ nên tìm kiếm các mẫu mặt cắt có tính phá hủy trong quá trình sản xuất ban đầu để đảm bảo tính toàn vẹn của dây và tính đồng nhất của MgO. Chi phí cho việc phân chia và kiểm tra năm lò sưởi là không đáng kể so với chi phí khi xảy ra sự cố tại hiện trường do các điểm nóng trên dây. Đối với các ứng dụng đòi hỏi độ chính xác và độ tin cậy tối đa, độ dày thành 1,0 mm hoặc lớn hơn sẽ loại bỏ hầu hết các vấn đề về độ lệch của thành mỏng và vẫn mang lại hiệu suất nhiệt vượt trội cho hầu hết các ứng dụng. Các kỹ sư chỉ nên chấp nhận các rào cản sản xuất và mối nguy hiểm về chất lượng của vỏ bọc dưới 0,9 mm 316 khi những hạn chế về không gian hoặc phản ứng nhiệt hoàn toàn đòi hỏi phải có thành mỏng hơn.