Cum afectează tratamentele de acoperire a mucegaiului eficiența transferului de căldură la suprafața termocuplului

Mulți producători de canale fierbinți aplică tratamente de acoperire a suprafeței, cum ar fi nitrurare, acoperire cu diamant DLC, acoperire anti-aderență PTFE pe colectoare și duze pentru a preveni coroziunea oțelului din matriță, aderența plasticului și depunerea de carbon. Grosimea stratului diferit și calitățile materialelor modifică conductivitatea termică a suprafeței planului de măsurare, ceea ce interferează cu transferul de căldură între substratul metalic și capul de detectare a termocuplului, provocând întârziere de măsurare a temperaturii și decalaj fix. Această lucrare discută impactul acoperirilor convenționale cu canal cald și tehnicile de ajustare potrivite pentru monitorizarea termocuplului.

Tratamentul de nitrurare este cel mai popular strat de întărire a suprafeței canalului fierbinte cu grosime redusă, grosimea stratului de acoperire este de doar 0,03 ~ 0,08 mm, iar stratul dens de nitrură de metal are conductivitate termică aproape de oțelul de matriță. Influența asupra transferului de căldură al termocuplului este mică, iar compensarea măsurării temperaturii este controlată în ± 0,3 grade, ceea ce practic nu afectează controlul obișnuit al producției. Singura dificultate ascunsă sunt micile micro-gropi inegale generate pe suprafața nitrurata, iar praful de carbon este mai ușor de depus în gropi, iar acumularea pe termen lung va forma bariere termice care vor provoca deriva. Potrivire de optimizare: . Pentru termocuplurile instalate pe suprafețe de măsurare nitrurate, grosimea pastei termoconductoare trebuie mărită corespunzător pentru a umple micro-gropile și ciclul de curățare cu carbon să fie scurtat cu o săptămână.

Acoperire anti-aderență de carbon DLC asemănătoare cu diamant, cu o grosime de 0,05-0,15 mm, acoperire pe bază de carbon cu conductivitate termică scăzută, care creează un strat evident de rezistență termică între substratul de oțel al canalului fierbinte și suprafața de contact a termocuplului. Temperatura înregistrată a termocuplului este cu 1-1,8 grade mai mică decât temperatura metalului canalului de curgere real la aceeași temperatură, iar decalajul de răspuns la temperatură crește cu 1-2 secunde. Offset-ul devine mai pronunțat pe măsură ce stratul DLC devine mai gros. Pentru canalele fierbinți cu acoperire DLC completă pe planurile de măsurare ale colectorului, pot fi luate două măsuri de reglare. Una este de a crește cantitatea de acoperire a pastei conductoare termice cu pulbere metalică cu conductivitate termică ridicată pentru a sparge bariera termică de acoperire cu conductivitate scăzută. Celălalt este să presetați un offset pozitiv fix de 1-2 grade pe canalul controlerului corespunzător pentru a compensa citirea insuficientă indusă de acoperire. Nu este recomandat să îndepărtați acoperirea DLC numai la punctul de măsurare. Deteriorarea locală a acoperirii va duce la uzura inconsecventă a suprafeței și depunerea rapidă a carbonului la limită.

Acoperire anti-aderență din polimer PTFE. Este o acoperire organică moale cu conductivitate termică foarte scăzută, grosime de 0,1-0,3 mm și cea mai mare interferență la monitorizarea temperaturii termocuplului. Chiar și un strat subțire de PTFE va forma un strat puternic termoizolant, provocând o întârziere de citire a temperaturii de peste 3 secunde și o deviere negativă fixă ​​de 2 ~ 4 grade. PTFE se va descompune și se va carboniza treptat peste 280 de grade, formând un strat izolator compozit de reziduuri organice și praf de carbon, iar compensarea derivei va crește zi de zi. Soluție: în proiectarea matriței, pentru a evita aranjarea punctelor de măsurare a termocuplului pe zonele acoperite cu PTFE. 1. În cazul în care punctul de măsurare este acoperit cu acoperire PTFE, îndepărtați stratul de PTFE de la poziția de contact a capului senzor în timpul procesării matriței și rezervați un plan de măsurare metalic gol pentru contactul direct cu capul plat al termocuplului sau vârful sondei. Evitați suprafețele acoperite cu PTFE pentru canalele fierbinți cu temperatură ridicată pe termen lung peste 300 de grade.

Învelișul cu crom dur are o grosime de 0,08-0,2 mm și o conductivitate termică medie. Are o suprafață netedă și densă care nu este ușor de dezvoltat depozite de carbon. Decalajul măsurării temperaturii este de aproximativ 0,6 grade, ceea ce poate fi redus la minimum prin stratul subțire de pastă termoconductoare în timpul instalării termocuplului. Suprafața netedă placată cu crom minimizează viteza de aderență a carbonului, prelungind astfel ciclul de curățare al capetelor de detectare a termocuplurilor.

Recomandări de îmbunătățire a aspectului acoperirii în faza de proiectare a matriței. Toate locurile de măsurare a termocuplurilor ar trebui să fie centralizate pe cât posibil pe planuri metalice neacoperite. Dacă matrița completă este acoperită, alegeți nitrurarea în strat subțire sau placarea cu crom puternic, evitați acoperirea cu DLC și PTFE pe suprafețe mari în locurile de măsurare a temperaturii. Când personalizați termocupluri pentru canale fierbinți acoperite, informați în prealabil furnizorul cu privire la tipul și grosimea stratului de acoperire și alegeți senzori de înaltă sensibilitate, neîmpământați, cu perle expuse, cu structură de contact ultra-subțire, pentru a minimiza pierderea de rezistență la transferul de căldură. În timpul calibrării normale, înregistrați individual decalajul fix de la acoperire și efectuați parametri de corecție diferiți pentru fiecare zonă de canal cald acoperit, pentru a stabiliza acuratețea pe termen lung a măsurării temperaturii.