Чтобы предотвратить коррозию стали пресс-формы, адгезию пластика и отложение углерода, многие производители горячеканальных систем применяют такие виды обработки поверхности, как азотирование, алмазное покрытие DLC, антипригарное покрытие из ПТФЭ на коллекторах и соплах. Различная толщина покрытия и свойства материала изменяют поверхностную теплопроводность плоскости измерения, мешают теплопередаче между металлической подложкой и чувствительной головкой термопары, а также вызывают задержку измерения температуры и фиксированное смещение. В этой статье анализируется влияние основных покрытий горячеканальных каналов и соответствующих схем настройки для измерений с помощью термопар.
Азотирование — наиболее распространенное покрытие для упрочнения поверхности горячеканальных систем малой-толщины с толщиной покрытия всего 0,03–0,08 мм, плотным слоем нитрида металла с теплопроводностью, близкой к литейной стали. Влияние на теплообмен термопары минимально, а смещение измерения температуры контролируется в пределах ±0,3 градуса, что практически не влияет на нормальный контроль производства. Единственная скрытая проблема — это крошечные неровные микро-ямочки, образующиеся на азотированной поверхности; Углеродная пыль легче откладывается в ямах, а длительное-накопление создает температурные барьеры, вызывающие снос. Оптимизация соответствия: при установке термопар на азотированные измерительные поверхности увеличьте толщину покрытия теплопроводящей пасты соответствующим образом, чтобы заполнить микро-ямки, и сократите цикл очистки нагаром на одну неделю.
DLC-алмазное-углеродное антипригарное-покрытие имеет толщину 0,05–0,15 мм. Покрытие на основе углерода с низкой теплопроводностью- образует очевидный термостойкий слой между горячеканальной стальной подложкой и контактной поверхностью термопары. При той же температуре измеренное значение термопары будет на 1–1,8 градуса ниже фактической температуры металла проточного канала, а задержка температурного реагирования увеличится на 1–2 секунды. Чем толще DLC-покрытие, тем заметнее смещение. Для горячеканальных каналов с полным покрытием DLC на измерительных плоскостях коллектора можно предпринять две корректирующие меры: во-первых, увеличить количество покрытия теплопроводной пастой из металлического порошка с высокой теплопроводностью, чтобы преодолеть тепловой барьер покрытия с низкой-проводимостью; во-вторых, установите фиксированное положительное смещение в 1–2 градуса на соответствующем канале контроллера, чтобы компенсировать -заниженные-показания, вызванные покрытием. Не рекомендуется удалять DLC-покрытие только в точке измерения, так как локальное повреждение покрытия приведет к неравномерному износу поверхности и ускоренному осаждению углерода на границе.
Полимерное антипригарное покрытие из ПТФЭ- представляет собой мягкое органическое покрытие с чрезвычайно низкой теплопроводностью, толщиной 0,1–0,3 мм и наиболее серьезно мешающее измерению температуры термопарой. Даже тонкий слой ПТФЭ создаст прочный теплоизоляционный барьер, что приведет к задержке показаний температуры более чем на 3 секунды и фиксированному отрицательному дрейфу в 2–4 градуса. ПТФЭ будет постепенно разлагаться и обугливаться при температуре выше 280 градусов, образуя композитные изоляционные слои из органических остатков и углеродной пыли, а смещение сдвига будет расширяться с каждым днем. Решение: во время проектирования пресс-формы избегайте размещения точек измерения термопар на участках с покрытием из ПТФЭ; Если точка измерения покрыта покрытием из ПТФЭ, удалите покрытие в месте контакта чувствительной головки во время обработки формы и оставьте измерительную плоскость из чистого металла для прямого контакта с плоской головкой термопары или наконечником зонда. Не используйте поверхности с покрытием из ПТФЭ для долговременных-высоких-горячих каналов, температура которых превышает 300 градусов.
Твердое хромовое покрытие имеет среднюю теплопроводность, толщину 0,08–0,2 мм, гладкую и плотную поверхность, на которой трудно накапливать нагар. Смещение измерения температуры составляет около ±0,6 градуса, которое можно устранить с помощью тонкого-слоя теплопроводящей пасты во время установки термопары. Гладкая хромированная- поверхность снижает скорость прилипания углерода, продлевая цикл очистки чувствительных головок термопар.
Предложения по оптимизации компоновки покрытия на этапе проектирования пресс-формы. По возможности центрируйте все точки измерения термопар на голых металлических плоскостях без покрытия; если необходимо покрыть всю форму, выберите тонкое-азотирование или твердое хромирование и избегайте покрытия большой-площади DLC и покрытия из ПТФЭ в местах измерения температуры. При настройке термопар для горячеканальных каналов с покрытием заранее сообщите поставщику тип и толщину покрытия и выберите высокочувствительные незаземленные датчики с открытыми шариками со сверх-тонкой контактной структурой, чтобы уменьшить потери сопротивления теплопередаче. Во время регулярной калибровки отдельно записывайте фиксированное смещение, вызванное покрытием, и устанавливайте независимые корректирующие параметры для каждой зоны горячеканальных каналов с покрытием, чтобы стабилизировать долгосрочную-точность измерения температуры.
