Закон за умората при термичен удар: Разлика в стабилността на термодвойката на нагревателите на дюзите при многократни студени и горещи цикли
Честото стартиране и изключване на оборудването води до повтарящи се студени и горещи топлинни удари на нагревателите на дюзите, превръщайки се в основен фактор, водещ до стареене на компонентите и температурен дрейф. За разлика от варелните нагреватели, работещи в състояние на дългосрочна-постоянна-температура, нагревателите на дюзите понасят десетки цикли на повишаване и понижаване на температурата всеки ден. Дългосрочната -умора от термичен шок променя вътрешната структурна стабилност и термичното съпротивление, което води до непрекъснато отклонение на параметрите на термодвойката. Според данните от изпитването за циклична умора, три основни типа нагревател на дюзата показват напълно различни характеристики против-умора и правила за дрейф при повтарящи се термични удари.
Нагревателите със слюдена дюза имат най-слабата устойчивост на умора при термичен шок. Слоестата изолация от слюда има слаба структурна свързваща сила и многократното топлинно разширение и свиване причинява постепенно разхлабване и разделяне на изолационните слоеве. Микро празнините, генерирани от деформация на умора, променят вътрешния път на пренос на топлина, което води до нестабилна топлинна мощност. След дългосрочна-циклична умора, забавянето на отчитането на термодвойката и превишаването стават все по-очевидни и точността на контрол на температурата намалява от година на година. Тежката деформация от умора ще причини локално късо съединение и изгаряне на нагревателя.
Нагревателите с керамични дюзи имат отлична устойчивост на термичен шок при средни и високи температури. Твърдите керамични изолационни материали имат стабилни физични свойства, без деформация или разхлабване при многократно термично разширение и свиване, а устойчивостта на структурна умора далеч надвишава структурите от слюда. Дългосрочната-циклична работа поддържа стабилно вътрешно топлинно съпротивление и топлинна мощност с ниска амплитуда на дрейфа на термодвойката. Единственият дефект от умора е крехкостта на керамиката и натрупването на топлинно напрежение при дългосрочно-циклене може да причини скрити микропукнатини, образувайки локални точки на топлинно отклонение.
Нагревателите с лята медна дюза имат най-силните всеобхватни показатели срещу -умора при термичен удар. Интегралната леярска структура няма слоести празнини или сегментирани точки на снаждане, а вътрешната структура остава непокътната при безкраен термичен цикъл. Медният материал има отлична способност за освобождаване на термично напрежение, което може бързо да балансира топлинното разширение и напрежението на свиване без структурна деформация или мутация на термично съпротивление. Дългосрочната-циклична работа почти елиминира отклонението от умора, а точността на мониторинга на термодвойките остава постоянна през целия сервизен цикъл.
Данните от цикличния тест за термичен шок определят количествено разликите в дрейфа при умора. След 5000 редуващи се цикъла на студено и горещо, нагревателите на слюдената дюза произвеждат отклонение на термодвойката от 2,0 градуса със степен на структурна умора от 7,8%. Нагревателите с керамични дюзи произвеждат отклонение от 0,6 градуса със степен на повреда на скрити пукнатини от 2,1%. Нагревателите с лята медна дюза произвеждат дрейф в рамките на 0,2 градуса с нулева структурна повреда от умора.
Устойчивостта на термичен шок директно определя дългосрочната-стабилност на високо{1}}честотните производствени линии. Разумното съвпадение на типовете нагреватели на дюзите според честотата на производствения цикъл и целевото калибриране на компенсацията на умората на термодвойката може ефективно да забави стареенето на компонентите и да поддържа дългосрочен-прецизен контрол на температурата на дюзите за леене под налягане.
