Como avaliar a compatibilidade do termopar com diferentes ligas de câmara quente

Os coletores e bicos de câmara quente são construídos em aço inoxidável H13, 420, cobre-berílio e outras ligas. Diferentes substratos metálicos ligados a ligas de bainha de termopar em alta temperatura produzirão potencial de contato termoelétrico, o que produzirá deslocamento extra de medição se os dois materiais metálicos não forem combinados. Muitos engenheiros de moldes ignoram a compatibilidade da liga ao selecionar termopares, resultando em desvios fixos de temperatura que não podem ser calibrados. Esta página classifica as regras de correspondência de compatibilidade de aço de câmara quente padrão e materiais de bainha de termopar.

Base de geração de potencial de contato termoelétrico

A migração livre de elétrons entre duas ligas metálicas distintas em contato próximo em alta temperatura cria uma pequena tensão termoelétrica adicional que é adicionada ao sinal de milivolts do próprio termopar. Este valor potencial adicional varia com o aumento da temperatura, introduzindo assim uma imprecisão de deslocamento variável. Quanto menor for a composição elementar da bainha do termopar e do substrato da câmara quente, menor será o erro de potencial de contato.

Tabela de correspondência de aço para molde de câmara quente convencional

1. Molde de aço para trabalho a quente H13 (material mais típico do coletor / bico)
• Bainhas compatíveis: aço inoxidável 316L, liga Inconel; deslocamento do potencial de contato Menor ou igual a 0,4 graus dentro de 200 ~ 420 graus, insignificante para todos os casos de produção.
• Incompatibilidade Bainha de cobre puro, bainha de liga de alumínio com deslocamento de 1,2~2,0 graus acima de um desvio contínuo de 350 graus com mudança de temperatura.

2. 420 aço inoxidável martensítico (bocal resistente à corrosão para polímeros de PVC/halogênio)
• Melhor combinação: bainha em aço inoxidável eletropolido 316L; deslocamento do contato menor ou igual a 0,6 graus.
• Alternativa: Bainha de Inconel, deslocamento menor ou igual a 0,8 grau, adequada para moldagem PPS de alta temperatura.
• Não utilize bainhas comuns de parede fina 304, pois o deslocamento variável é perceptível acima de 1 grau devido à variação no elemento cromo.

3. Bicos de cobre-berílio (moldes de parede fina com alta condutividade térmica)
• Melhor combinação: termopar de fita termocondutora em liga de cobre; potencial de contato em torno de zero.
• Alternativa: Bainha de Inconel. Controlado com deslocamento de 0,7oC.
• Não use liga nua de cromo-alumel tipo K em contato com cobre-berílio. Grande deriva acima de 2 graus em alta temperatura.

Técnicas adicionais de otimização para o inevitável contato de liga incompatível

1. Uma camada de pasta à base de níquel de alta condutividade térmica é adicionada entre a cabeça de detecção do termopar e a superfície metálica da câmara quente; a pasta de pó metálico isola o contato direto entre duas ligas de base diferentes e reduz a produção de potencial de contato.

2. Ele adota uma estrutura de termopar blindado isolado não aterrado, e a camada de isolamento de óxido de magnésio isola inteiramente a bainha de liga do aço da câmara quente, basicamente evitando interferência potencial de contato, que é a opção mais confiável para moldes de câmara quente de liga mista.

3. Na primeira calibração do molde, registre os valores de deslocamento fixo em diferentes locais de temperatura e estabeleça os parâmetros segmentados de compensação de temperatura no controlador para a correção da imprecisão do potencial de contato variável.

Opções de seleção de compatibilidade para a fase de projeto do molde

1. Câmaras quentes padrão H13: Termopares tipo K/N padrão feitos de aço inoxidável 316L podem ser combinados livremente sem modificação adicional.

2. Câmaras quentes para plásticos halógenos - 420 aço inoxidável resistente à corrosão. 316 termopares com bainha eletropolida L são preferíveis. Evite bainhas soldadas 304 baratas.

3. Bicos de alta condutividade térmica de cobre-berílio para moldes de alta velocidade de parede fina: Use sensores não aterrados isolados ou termopares de fita de cobre para eliminar o desvio de contato da liga.

4. Câmaras quentes compostas de liga mista (coletor H13 + bico de cobre berílio): Todos os pontos de medição devem ser equipados com termopares isolados não aterrados para unificar a precisão da medição sem ajuste de segmentação.333