Quali guasti alle termocoppie derivano dai volatili corrosivi della fusione plastica?

La lavorazione di polimeri ritardanti di fiamma, PVC, resine riempite con riempitivi riciclati, materiali tecnici alogenati e composti contenenti zolfo provoca la produzione di vapori volatili acidi e alcalini molto corrosivi all'interno dei collettori dei canali caldi e dei gruppi di ugelli. Questi vapori attaccano costantemente le superfici della guaina della termocoppia, si infiltrano negli spazi interni dell'isolamento e attaccano i fili di rilevamento della lega, determinando una serie unica di modalità di guasto progressivo raramente incontrate nello stampaggio di PP, ABS e PC non modificato non-corrosivi. Individuando le contromisure e mappando le fasi del danno alle termocoppie causato da sostanze volatili, le aziende produttrici di stampi possono aumentare la durata di servizio del sensore e prevenire tempi di fermo non programmati dei canali caldi sulle linee di produzione che utilizzano resine corrosive.

Il primo stadio del danno da corrosione è la degradazione dello strato di passivazione superficiale e la rapida deposizione di carbonio. Il sottile strato protettivo di ossido di cromo sulle normali guaine per termocoppie in acciaio inossidabile 304 reagisce con i vapori acidi della plastica, provocando micro-vaiolature della superficie metallica. Le superfici vaiolate migliorano notevolmente il tasso di adesione del carbonio nel funzionamento ad alta temperatura; I rivestimenti densi di carbonio creano barriere termiche che impediscono la risposta della termocoppia e producono una deriva costante della temperatura. Le osservazioni iniziali dell'operatore includono un graduale ritardo della temperatura ed errori di offset piccoli e uniformi, che vengono spesso confusi con problemi di calibrazione del controller piuttosto che con la progressiva erosione della guaina. Il frequente lavaggio con prodotti chimici neutri e l'applicazione di rivestimento nano-antiaderente ceramico- sulle nuove termocoppie sostitutive possono invertire questo danno in fase iniziale-.

La corrosione nella seconda fase penetra nella parete della guaina e crea micro-perforazioni dopo 1-3 mesi di produzione costante di resina corrosiva. Il tubo corazzato è dotato di piccoli fori che consentono al vapore acido di entrare nella densa polvere isolante di ossido di magnesio all'interno del tubo corazzato, che rompe chimicamente il materiale isolante, lasciando residui carbonizzati conduttivi tra i fili in lega positivi e negativi. La prima indicazione di guasto visibile è l'allarme intermittente del controller della temperatura per un cortocircuito-. Ciò avviene in modo casuale durante i cicli di riscaldamento quando il residuo conduttivo interno attraversa i due conduttori. Gli eventi di cortocircuito fanno sì che il controller faccia funzionare le serpentine di riscaldamento alla massima potenza, creando zone calde localizzate che bruciano la plastica e provocano eccessivi segni di gas sulle parti stampate. Se la guaina è perforata, il deterioramento dell'isolamento interno non può essere pulito ed è necessaria una sostituzione completa della termocoppia.

La fase tre della corrosione profonda provoca l'ossidazione totale del filo in lega con guasto del circuito aperto. Quando il vapore entra nella guaina, i fili in lega di nichel-cromo e nichel-silicio si ossidano rapidamente alle temperature costantemente elevate del canale caldo, generando fragili strati di ossido metallico che si rompono con un leggero stress meccanico dovuto alle vibrazioni di apertura dello stampo. Il controller legge i codici di guasto del circuito aperto per temperature estremamente elevate e interrompe automaticamente l'alimentazione di riscaldamento alla zona interessata, interrompendo quindi la produzione fino a quando la termocoppia rotta non viene estratta e sostituita. Negli stampi a otturazione a cavità multipla-, l'arresto di una singola termocoppia a circuito-aperto provoca l'arresto dell'intero lotto di produzione, con conseguenti grandi perdite di scarti e programma di produzione.

L'adattamento della qualità dei materiali è la principale misura preventiva contro la corrosione volatile. La lavorazione corrosiva della resina non può essere eseguita con le termocoppie standard con guaina in acciaio inossidabile 304. I polimeri caricati con PA-ritardante di fiamma e vetro riciclato-vengono utilizzati in applicazioni a media corrosione. Per prevenire la vaiolatura acida sono necessarie guaine in acciaio inossidabile senza saldatura 316L migliorate con un contenuto di molibdeno più elevato. Per ambienti con corrosione severa come PVC, LCP alogenato, plastiche tecniche modificate con zolfo, guaine per termocoppie in lega di Inconel con alte concentrazioni di cromo e nichel per resistere all'esposizione a lungo termine a sostanze volatili plastiche aggressive senza deterioramento della superficie. I fili in lega di tipo E-e e di tipo N- offrono inoltre una migliore resistenza all'ossidazione rispetto ai normali conduttori di tipo K-in ambienti corrosivi ad alta temperatura.

Anche con l'hardware premium della termocoppia anti-corrosione, i protocolli di manutenzione operativa complementari ritardano la progressione della corrosione. Ridurre i normali cicli di pulizia del carbonio da mensili a bisettimanali per rimuovere i residui di vapore reattivo prima che si formino vaiolature permanenti della guaina. Installare coperture di isolamento termico del collettore chiuso per controllare i vapori corrosivi nei canali di flusso e ridurre il contatto del vapore con le sezioni di rilevamento della termocoppia esposte. Manutenzione preventiva delle linee di produzione continua di resina corrosiva 24-ore: pianifica la sostituzione completa della termocoppia ogni tre mesi invece di attendere che si verifichi una perforazione o un guasto-del circuito aperto. Una combinazione di un'attenta selezione del materiale della guaina anticorrosione e cicli di pulizia più frequenti riduce la frequenza dei guasti alle termocoppie e stabilizza la qualità a lungo termine dello stampaggio dei canali caldi di materiali plastici chimicamente aggressivi.