Wie versagen Thermoelemente in Heißkanalsystemen?

Der Ausfall von Thermoelementen ist eine der Hauptursachen für Ausfallzeiten von Heißkanälen und Gussfehler. Trotz ihrer einfachen Struktur arbeiten Thermoelemente in extremen Umgebungen, die durch hohe Temperaturen, Vibrationen, mechanische Beanspruchung, elektrische Störungen und chemische Einwirkungen gekennzeichnet sind. Das Verständnis der Hauptursachen für Ausfälle hilft Ingenieuren, Ausfälle zu verhindern und die Lebensdauer von Sensoren zu verlängern. Mechanischer Schaden Mechanischer Schaden ist der häufigste Grund für einen vorzeitigen Ausfall eines Thermoelements. Bei der Montage oder Wartung der Form können Kabel gequetscht, eingeklemmt oder verdreht werden. Verteilerplatten und Düsenkomponenten können ungeschützte Thermoelementhüllen abnutzen oder zerschneiden. Mineralisolierte Thermoelemente mit kleinem Durchmesser sind besonders anfällig, wenn sie nicht ordnungsgemäß verlegt oder befestigt werden. Zugentlastungsschlaufen und Schutzhüllen können mechanische Ausfälle deutlich reduzieren. Thermische Ermüdung und Überhitzung Thermische Ermüdung und Überhitzung beschleunigen Alterung und Drift. Die meisten Heißkanal-Thermoelemente sind für den Dauereinsatz bei bis zu 600 Grad ausgelegt, eine längere Einwirkung nahe dieser Grenze führt jedoch zur Oxidation der internen Legierungsdrähte. Durch Überhitzung wird die Magnesiumoxid-Isolierung in MI-Kabeln zerstört, was zu Signalinstabilität oder Kurzschlüssen führt. Schnelle thermische Wechsel während des Hoch- und Herunterfahrens führen außerdem zu Materialspannungen und verringern so die Kalibrierungsstabilität. In Umgebungen über 250 Grad haben gewöhnliche Thermoelemente eine Lebensdauer von weniger als zwei Jahren; Gepanzerte, doppelt abgeschirmte Thermoelemente können diese auf 5–8 Jahre verlängern. Verdrahtungsfehler und lose Verbindungen Beim Austausch treten häufig Verdrahtungsfehler, insbesondere eine umgekehrte Polarität, auf. Thermoelemente bestehen aus positiven und negativen Schenkeln; Ein Austausch führt zu invertierten oder unregelmäßigen Temperaturmesswerten. Obwohl moderne Steuerungen über einen Polaritätsschutz verfügen, kommt es immer noch häufig zu menschlichen Fehlern. Lose Verbindungen erzeugen außerdem intermittierende Signale, die einen Sensorausfall vortäuschen. Verunreinigungen und Korrosion Feuchtigkeit, Harzrückstände und Kunststofflecks verunreinigen Thermoelementverbindungen und Kabel. Spülmittel, Öl oder zersetztes Polymer können die Sensorspitze isolieren und zu verzögerten oder niedrigen Messwerten führen. Flüssiger Kunststoff, der in Thermoelementlöcher eindringt, kann die Verbindung dauerhaft beschädigen. Chemische Korrosion durch Polymerdämpfe, Additive oder Formtrennmittel kann Mantelmaterialien beschädigen; Bestimmte technische Kunststoffe setzen bei hohen Temperaturen korrosive Gase frei. Elektromagnetische Interferenzen Elektromagnetische Interferenzen (EMI) verzerren Thermoelementsignale mit niedrigem Pegel. Hochleistungsheizungen, Frequenzumrichter und ungeschirmte Kabel erzeugen elektrisches Rauschen, das Temperaturschwankungen verursacht. Erdschleifen – wenn der Thermoelementkreis an mehreren Punkten geerdet ist – erzeugen parasitäre Spannungen, die die Messungen stören. Falsche Einbautiefe Eine falsche Einbautiefe verringert die Messgenauigkeit. Wenn die Thermoelementspitze zu weit vom Schmelzekanal entfernt ist, liegen die Messwerte hinter den tatsächlichen Temperaturen zurück. Bei zu tiefem Einführen kann der Sensor durch Schmelzedruck oder Abrieb beschädigt werden. Die meisten Ausfälle von Thermoelementen können durch die richtige Auswahl, Installation, Verlegung und Wartung verhindert werden.