Mechanizm starzenia spowodowany zmęczeniem cieplnym: zasady dryfu termopary podgrzewaczy dyszowych przy częstym uruchamianiu-cykliczne wyłączanie
Częste uruchamianie i wyłączanie sprzętu to główne cechy robocze produkcji seryjnej poprzez formowanie wtryskowe. Każdy cykl uruchamiania-zatrzymywania powoduje silne, zimne-ciepło, zmienne naprężenie termiczne grzejników dyszowych, powodując ciągłą utratę zmęczeniową przewodów grzejnych i konstrukcji izolacyjnych. Większość przedwczesnych awarii podgrzewaczy dysz i niestabilności temperatury nie jest spowodowana wadami jakościowymi, ale-długotrwałym, skumulowanym starzeniem związanym ze zmęczeniem cieplnym. Zgodnie z weryfikacją cyklicznego testu zmęczeniowego, różne konstrukcje grzejników dysz mają różną odporność na zmęczenie cieplne, tworząc zupełnie inne długoterminowe zasady dryfu termopary w warunkach częstego uruchamiania-zatrzymywania.
Grzejniki z otwartą dyszą mikową mają najsłabszą odporność na zmęczenie cieplne. Izolacja z miki warstwowej opiera się na fizycznym zespoleniu warstwowym bez integralnej siły wiązania strukturalnego. Powtarzające się rozszerzanie i kurczenie termiczne podczas cykli start-stop powodują stopniowe rozluźnianie, oddzielanie i mikro-deformację warstw izolacji. Zdeformowana struktura izolacji powoduje nieregularne zmiany oporu cieplnego w każdym cyklu, co prowadzi do niestabilnej produkcji ciepła. Dane z czujników termopary generują okresowe drgania i skumulowany dryft wraz ze wzrostem czasów cykli. W przypadku produkcji seryjnej-o wysokiej częstotliwości roczny skumulowany dryft podgrzewacza mikowego obsługującego systemy termopar osiąga 2,3 stopnia, co poważnie wpływa na stabilność procesu.
Segmentowe ceramiczne grzejniki dyszowe znacznie poprawiły odporność na zmęczenie cieplne. Sztywne ceramiczne materiały izolacyjne mają stabilne właściwości fizyczne i chemiczne w warunkach cykli termicznych, nie powodują poluzowania warstw ani uszkodzeń odkształceń. Segmentowa struktura może prawidłowo uwalniać naprężenia termiczne podczas wzrostu i spadku temperatury, utrzymując stabilny wewnętrzny opór cieplny i moc cieplną. W tych samych warunkach częstego uruchamiania-zatrzymywania roczny dryft termopary w systemach grzejników ceramicznych jest kontrolowany w zakresie 0,7 stopnia, co jest znacznie lepsze w przypadku struktur z otwartą miką. Jedynym ukrytym niebezpieczeństwem jest to, że długotrwałe-akumulacja naprężeń termicznych może spowodować mikro-pęknięcia w kruchych materiałach ceramicznych, co skutkuje lokalnymi odchyleniami cieplnymi.
Całkowicie zamknięte,-metalowe grzejniki z odlewaną dyszą zapewniają optymalną stabilność zmęczenia cieplnego. Integralna odlewana osnowa metalowa tworzy zintegrowaną strukturę równoważącą naprężenia, która może równomiernie uwalniać naprężenia związane z rozszerzalnością cieplną i kurczeniem w każdym cyklu rozruchu-zatrzymania bez deformacji strukturalnej lub uszkodzenia izolacji wewnętrznej. Wewnętrzny przewodnik grzejny ze stopu i media izolacyjne są całkowicie zamocowane w gęstej metalowej osnowie, co pozwala uniknąć przemieszczania się zmęczeniowego i tłumienia wydajności. W cyklicznych warunkach pracy o bardzo-wysokiej częstotliwości roczny dryft termopary w systemach grzejników-odlewanych z metalu jest stabilnie kontrolowany w zakresie 0,2 stopnia, co zapewnia długotrwałe działanie o niemal zerowym-dryfie-.
Dane z testów cyklicznych o wysokiej-częstotliwości pozwalają intuicyjnie weryfikować różnice w odporności zmęczeniowej. Po 6000 ciągłych cyklach termicznych rozruchu-zatrzymania symulujących produkcję seryjną, wskaźnik awaryjności zmęczeniowej podgrzewaczy z dyszą mikową wynosi 8,9%, konstrukcje ceramiczne osiągają 2,6%, a konstrukcje z odlewu metalowego- mają zerową awaryjność zmęczeniową. Błąd dynamicznego wykrywania termopary w strukturach mikowych waha się od 1,5 do 2,4 stopnia, w strukturach ceramicznych utrzymuje się od 0,4 do 0,8 stopnia, a w konstrukcjach z odlewu metalowego-stabilizuje się poniżej 0,3 stopnia.
Odporność na zmęczenie cieplne bezpośrednio określa żywotność i-długoterminową stabilność precyzji systemów podgrzewania dysz. Rozsądny wybór konstrukcji w oparciu o częstotliwość partii produkcyjnych i dopasowaną kalibrację kompensacji zmęczenia termopary może skutecznie zmniejszyć dryf starzenia i wskaźnik awaryjności, zapewniając długoterminową-stabilną pracę linii produkcyjnych charakteryzujących się okresowymi przerwami.
