Epätasainen pinnan hapettumisvaara, joka aiheutuu ympäröivistä kuumista laitteista aiheutuvasta hajasäteilystä
Kompakteissa lämpökäsittelypajoissa lämmityslevyt asennetaan usein uunien, ekstruudereiden tai muiden korkean lämpötilan koneiden lähelle. Ympäröivät kuumat laitteet lähettävät jatkuvasti infrapunasäteilyä lämpölevyjen ulkopintojen osille. Pitkäaikaiset kenttäpohjaiset testitiedot osoittavat, että epäsymmetrinen ulkoinen säteily luo epäyhtenäisen pintalämpötilan levylle. Ylimääräistä säteilylämpöä vastaanottavat vyöhykkeet kuumenevat jatkuvasti, mikä edistää metallin nopeaa hapettumista ja paksun oksidikiven muodostumista. Halkeilevat oksidipalat voivat saastuttaa työkappaleita ja lisätä pinnan lämpövastusta. Useimmat prosessisuunnittelijat pitävät skaalausta yksinomaan lämmityslevyn itsekuumenemisen vuoksi, koska he eivät tunnista ylimääräistä lämpöä, joka säteilee viereisistä kuumista koneista.
Pinnan hapetuskyky erilaisilla ulkoisilla säteilylämpötasoilla
Erilainen säteilyintensiteetti ja vaikutuspinta-ala tuottavat vaihtelevan oksidin kertymisnopeuden levyn omassa käyttölämpötilassa.
| Säteilevä lämpötila | Ulkoinen lämmönsyöttöominaisuus | Oksidiasteikon kasvunopeus | Pinnan hajoamisriski |
|---|---|---|---|
| Hyvin sijoitettu lämpöeristetty asettelu | Vähäinen ulkoinen säteilyteho | Hidas tasainen luonnollinen hapettuminen | Matala |
| Osittainen kohtalainen säteilyaltistus | Paikallista lisälämpöä läheisistä kuumista komponenteista | Kohtalainen epätasainen oksidisakeneminen | Keskikokoinen |
| Voimakasta jatkuvaa suunnattua säteilyä | Suuri lämpövirta osuu kiinteisiin levyvyöhykkeisiin | Nopea voimakas hilseily ja ajoittainen lohkeilu | Korkea |
Viereisen säteilylämmön laukaisema epätasaisen hapettumisen mekanismi
Lämmityslevyn perusmetallin hapettumisnopeus nousee eksponentiaalisesti pintalämpötilan myötä. Kun suunnattu säteilylämpö iskee osiin levyalueisiin, nämä paikalliset alueet saavuttavat lämpötilan, joka ylittää paljon sisäisen säätimen asetusarvon. Kohonnut paikallinen lämpötila nopeuttaa metallialustan ja ympäröivän hapen välistä kemiallista reaktiota muodostaen paksuja hauraita oksidihilseitä. Toistuvat lämmitys-jäähdytyssyklit luovat lämpöjännitystä metallialustan ja oksidikerroksen välille. Oksidihilse halkeilee ja irtoaa vähitellen. Halkeilun jälkeen tuore paljas metalli paljastuu ja hapettuu uudelleen muodostaen itsevahvistavan kulumissilmukan. Hapetusvauriot keskittyvät aina kuumien viereisten laitteiden puolelle, mikä erottaa tämän vian tasaisesta vanhenemisesta, joka johtuu levyn sisäisestä ylilämpötilasta.
Teollisuuden säteily-lämmön hapettumisen vikatapaus
Kumin vulkanointipaja järjesti useita kuumapuristimia tiiviisti yhteen. Jotkut lämmityslevyt asennettiin lyhyen matkan päähän jatkuvasti pyörivistä ekstruuderin tynnyreistä. Noin 11 kuukauden vuorokäytön jälkeen ekstruudereita päin oleville levypinnoille ilmaantui voimakasta epätasaista oksidihilseilyä, johon liittyi toistuva oksidihiukkaskontaminaatio valmiissa kumiosissa. Kun korkean lämpötilan heijastavat säteilysuojapaneelit oli asennettu ekstruuderien ja lämmityslevykokoonpanojen väliin, suunnattu säteilylämmön syöttö estettiin. Äskettäin asennetuilla lämpölevyillä saavutettiin noin 35 % pidempi käyttöikä, ja säteilyn aiheuttamat hilseily- ja kontaminaatiotapahtumat vähenivät huomattavasti.
Yleisiä työpajan asettelun väärinkäsityksiä
Työpajan layout asettaa etusijalle tilankäytön ja tuotantolinjojen tiheyden ilman, että eri kuumakoneiden väliin jää lämpöeristysrakoja. Lämpötilan kalibrointi jättää huomioimatta ulkoisen säteilylämpöhäiriön. Epätasaisen hilseilyn ja hiukkaskontaminaation ilmaantuessa huoltohenkilöstö puhdistaa levypinnat tai vaihda lämmityslevyt suoraan lisäämättä säteilysuojaesteitä. Tilojen sijoitteluohjeissa mainitaan harvoin säteilylämmön häiriö viereisten lämpölaitteiden välillä.
Säteilysuojaus ja asettelun optimointiohjeet
Varaa riittävä erotustila lämmityslevykokoonpanojen ja muiden korkean lämpötilan laitteiden välille. Käytä korkeita lämpötiloja kestäviä heijastavia säteilysuojaimia estämään suunnattu infrapunalämpövirta. Vältä lämpöä säteilevien koneiden sijoittamista lämpölevyjen työpintaa kohti. Suorita monipistelämpötilamittaus tunnistaaksesi vyöhykkeet, joihin ulkopuolinen lämpösäteily vaikuttaa. Suorita säännöllinen hellävarainen kalkinpoisto säteilylle alttiina oleville alueille paksun oksidikerroksen kertymisen estämiseksi.
Tekninen yhteenveto ja räätälöity säteilyn eston asettelukaavio
Ohjaamaton säteilylämpö, joka säteilee viereisistä korkean lämpötilan koneista, nostaa levyn osittaista lämpötilaa korkeammalle, mikä kiihdyttää epätasaista hapettumista, hilseilyä ja oksidien roiskumista lämmityslevyissä. Fyysinen säteilysuojaus toimii keskeisenä parannustoimenpiteenä. Lämmityslevyn hapettumiskestävyyden vakiotiedot mitataan riippumattomissa ympäristöolosuhteissa ilman ulkoisia säteilyhäiriöitä. Räätälöity erittäin hapettumista kestävä pintaseoskäsittely voi hidastaa hilseilyä, kun laitteiden uudelleenjärjestelyä ei voida toteuttaa. Tehtaat voivat saada kohdennettuja optimointiehdotuksia, kun ne ovat ilmoittaneet lähellä olevan lämmönlähteen lämpötilan, erotusetäisyyden ja levyn pinnan suunnan.
