Πώς να επισκευάσετε μια κατεστραμμένη επιφάνεια θερμοστοιχείου σε μια πλάκα χυτού;

Ένα σύρμα θερμοστοιχείου που έχει τοποθετηθεί σε μια ρηχή, ευαίσθητη αυλάκωση στην πρόσοψη μιας πλάκας από χυτό αλουμίνιο έχει καταστραφεί από ένα αδέσποτο εργαλείο ή πεσμένο αντικείμενο. Τώρα η ίδια η αυλάκωση είναι τρυπημένη και πολύ κατεστραμμένη για να τοποθετηθεί απλώς ένα νέο καλώδιο. Η πλάκα δεν είναι σκραπ, αλλά απαιτεί μια λεπτή, μηχανική αφή για να την αποκαταστήσετε. Μια σωστά εκτελεσμένη λειτουργία επισκευής πλάκας χυτού αυλακιού θερμοστοιχείου μπορεί να αποκαταστήσει τη σωστή αίσθηση θερμοκρασίας και να επαναφέρει την πλάκα σε λειτουργία με ένα κλάσμα του κόστους μιας πλήρους αντικατάστασης.

Εκτίμηση Ζημιών και Σκοπιμότητας
Πριν από τη μηχανική κατεργασία, το αυλάκι θα πρέπει να ελεγχθεί για ζημιά. Τα μικρά γρέζια ή οι ρηχές γρατζουνιές μπορούν συνήθως να καθαριστούν με μια λεπτή λίμα ή λειαντική πέτρα χωρίς να επεκταθεί το αυλάκι. Εάν η αυλάκωση είναι πολύ τρυπημένη, έχει υπερυψωμένα άκρα που δεν επιτρέπουν σε έναν νέο αισθητήρα να κάθεται επίπεδη ή έχει ενσωματωμένα υπολείμματα που δεν μπορούν να αφαιρεθούν, απαιτείται μηχανική κατεργασία.

Ο πιο σημαντικός έλεγχος σκοπιμότητας είναι το υπολειπόμενο πάχος της πλάκας. Το αρχικό αυλάκι έχει κάποιο βάθος (συνήθως 2–3 mm για ένα κανονικό θερμοστοιχείο). Η λύση θα είναι να επεξεργαστείτε το αυλάκι ελαφρώς βαθύτερο, ίσως επιπλέον 1-2 mm. Η πλάκα πρέπει να έχει αρκετό υλικό που παραμένει κάτω από το κάτω μέρος της νέας αυλάκωσης για να διασφαλίζεται η δομική ακεραιότητα και να μην τέμνει τυχόν εσωτερικά χαρακτηριστικά όπως:

Δροσίες ψύξης

Τρύπες για θερμαντικό στοιχείο

Άλλα ανοίγματα αισθητήρα

Μια χυτή πλάκα που χρησιμοποιείται σε πρέσα ή σφραγιστικό έχει συνήθως πάχος 20–50 mm. Η επισκευή είναι γενικά ασφαλής, εφόσον ολόκληρο το βάθος από την επιφάνεια μέχρι το κάτω μέρος του αυλακιού κατεργασίας είναι μικρότερο από το 70% του πάχους της πλάκας. Το διαθέσιμο υλικό μπορεί να επαληθευτεί με δοκιμή πάχους με υπερήχους ή με επιθεώρηση αρχικών τεχνικών σχεδίων.

Βήμα 1: Επεξεργασία του κατεστραμμένου αυλακιού .
Ένας μικρός μύλος, συνήθως διαμέτρου 3-6 mm, χρησιμοποιείται για την λεπτή επεξεργασία του κατεστραμμένου αυλακιού. Η ιδέα είναι να έχετε ένα καθαρό, ομαλό κανάλι που να είναι κάπως μεγαλύτερο από το αρχικό αυλάκι. Για έλεγχο ακριβείας προτιμάται μια κάθετη φρέζα με ψηφιακή ένδειξη. Όλο το κατεστραμμένο υλικό πρέπει να αφαιρεθεί με μηχανική κατεργασία, αφήνοντας μια λεία, αδιάσπαστη επιφάνεια.

Σημαντικές παράμετροι μηχανικής κατεργασίας:

Άνοδος σε πλάτος: ένα αυλάκι 0,5–1,0 mm μεγαλύτερο σε μέγεθος από το πρωτότυπο κόβεται για θερμοστοιχείο μεγαλύτερης διαμέτρου ή για RTD.

Αύξηση βάθους: Αφαιρείται συνήθως άλλα 0,5-1,5 mm που είναι αρκετά για να απαλλαγείτε από τις βαθύτερες ζημιές και να δώσετε φρέσκο ​​και αμόλυντο πυθμένα.

Γωνίες: Το κάτω μέρος της αυλάκωσης πρέπει να είναι επίπεδο ή ελαφρώς στρογγυλεμένο, όχι σε σχήμα V-, για να βελτιστοποιηθεί η περιοχή επαφής για τον αισθητήρα.

Ο τελικός μύλος λειτουργεί σε μέτρια ταχύτητα με ψυκτικό υγρό ή αέρα βολής για να μην εξαπλωθεί ή λιώσει το αλουμίνιο στον κόφτη. Μετά το φρεζάρισμα, τυχόν αιχμηρές άκρες στο πάνω μέρος του αυλακιού αφαιρούνται με μια λεπτή λίμα χειρός ή εργαλείο αφαίρεσης γρεζιών. Και ένα σταθερό χέρι στη φρέζα. Η ικανότητα του χειρουργού στο νυστέρι αποτρέπει περισσότερες ζημιές.

Βήμα 2: Καθαρισμός και επεξεργασία
Το νέο κατεργασμένο αυλάκι πρέπει να καθαριστεί προσεκτικά από όλα τα λάδια, το υγρό κοπής, τα τσιπς αλουμινίου και τα προηγούμενα υπολείμματα τσιμέντου. Συνιστάται η ακόλουθη σειρά

Καθαρισμός με διαλύτη Ακετόνη ή ισοπροπυλική αλκοόλη χρησιμοποιώντας μαντηλάκια χωρίς χνούδι για τη διάλυση των ελαίων.

Πεπιεσμένος αέρας: Τα χαλαρά σωματίδια εκτοξεύονται με χρήση ελεύθερου αέρα υψηλής-πίεσης-ελαίου.

Λειαντικό βούρτσισμα – Χρησιμοποιήστε μια μικρή βούρτσα από ανοξείδωτο χάλυβα για να ξύσετε το αυλάκι για να βοηθήσετε το νέο τσιμέντο να κολλήσει.

Τελικό σκούπισμα με διαλύτη. Ένα δεύτερο σκούπισμα με καθαρό διαλύτη θα αφαιρέσει τυχόν υπολείμματα.

Η επιφάνεια της πλάκας γύρω της καθαρίζεται επίσης, καθώς τυχόν επιπλέον τσιμέντο θα λειανθεί αργότερα.

Βήμα 3: Επιλογή & εγκατάσταση του νέου θερμοστοιχείου
Ένα νέο και μεγαλύτερης διαμέτρου θερμοστοιχείο (ή RTD) επιλέγεται για να ταιριάζει στο ευρύτερο αυλάκι. Το αρχικό μέγεθος αισθητήρα μπορεί να είχε διάμετρο 1,5 mm. Η αντικατάσταση με διάμετρο 2,0 ή 2,5 mm αρκεί. Το μεγαλύτερο μέγεθος έχει ανώτερη μηχανική αντοχή και καλύτερη περιοχή επαφής. Η βαθμονόμηση εισόδου του αρχικού οργάνου πρέπει να ταιριάζει με τον τύπο θερμοστοιχείου (π.χ. J, K, T).

Ο αισθητήρας εισάγεται στην αυλάκωση με το άκρο ανίχνευσης να βρίσκεται ακριβώς εκεί που είναι επιθυμητή η μέτρηση της θερμοκρασίας- κανονικά στο μέσο της πλάκας ή σε ένα προηγουμένως επισημασμένο hot spot. Το καλώδιο του καλωδίου του αισθητήρα πρέπει να φεύγει εύκολα από το αυλάκι, χωρίς απότομες στροφές που μπορεί να δημιουργήσουν πίεση.

Βήμα 4: Γεμίστε με θερμικό τσιμέντο
Στη συνέχεια ολόκληρο το αυλάκι γεμίζει με τσιμέντο υψηλής θερμοκρασίας, θερμικά αγώγιμο, κεραμικής ή εποξειδικής βάσης. Το τσιμέντο έχει διάφορες λειτουργίες:

Κρατά το θερμοστοιχείο σφιχτά στη θέση του.

Μεταφέρει αποτελεσματικά τη θερμότητα από την πλάκα στον αισθητήρα.

Προστατεύει τον αισθητήρα από μηχανικές βλάβες και μόλυνση.

Βασικές ιδιότητες του τσιμέντου:

Θερμική αγωγιμότητα: > 1 – 2 W/m·K για γρήγορη απόκριση.

Συντελεστής θερμικής διαστολής (CTE): Θα πρέπει να είναι πολύ κοντά στο αλουμίνιο (περίπου. 23 × 10 −6 / βαθμός για χυτά κράματα αλουμινίου). Η αναντιστοιχία CTE θα προκαλέσει ρωγμές ή αποκόλληση του τσιμέντου κατά τη θερμική κυκλοποίηση.

Μέγιστη θερμοκρασία λειτουργίας Ελάχ.. 250 βαθμοί πολύ πάνω από τη μέση θερμοκρασία λειτουργίας της πλάκας (150-220 βαθμοί ).

Πρόγραμμα ωρίμανσης: Ακολουθήστε αυστηρά τις οδηγίες του κατασκευαστή. Ορισμένα τσιμέντα σκληραίνουν σε θερμοκρασία δωματίου για 24 ώρες, άλλα χρειάζονται ψήσιμο σε χαμηλή θερμοκρασία, π.χ.. 100 βαθμό για 2 ώρες.

Το τσιμέντο εφαρμόζεται με σπάτουλα ή σύριγγα, σπρώχνοντάς το μέσα στην αυλάκωση για να ελαχιστοποιηθούν οι θύλακες αέρα. Το άκρο του αισθητήρα πρέπει να είναι σε στενή επαφή με το κάτω μέρος της αυλάκωσης-το τσιμέντο πρέπει να περιβάλλει, αλλά να μην ανυψώνει τον αισθητήρα από το μέταλλο. Η περίσσεια του τσιμέντου ισοπεδώνεται περίπου με την επιφάνεια της πλάκας με μια μικροσκοπική υπερπλήρωση για να επιτρέπεται η συρρίκνωση.

5. Σκλήρυνση
Το τσιμέντο επιτρέπεται να σκληρύνει πλήρως σύμφωνα με το πρότυπο του κατασκευαστή. Η χρήση της πλάκας πριν από την πλήρη σκλήρυνση ή το τρίψιμο πολύ νωρίς θα σπάσει το τσιμέντο και θα καταστρέψει την επισκευή. Τα τυπικά τσιμέντα απαιτούν 12-24 ώρες σε θερμοκρασία δωματίου με ψήσιμο μετά την ωρίμανση στους 100-150 βαθμούς για 2-4 ώρες για να επιτευχθεί η μέγιστη αντοχή και θερμική αγωγιμότητα. Ζεστάνετε την πλάκα αργά για να αποφύγετε θερμικό σοκ.

Βήμα 6: Flycutting ή Surface Griding
Μόλις το τσιμέντο έχει ωριμάσει πλήρως, η επιφάνεια της πλάκας επανα-τριβεται ή κόβεται ελαφρά για να επιστρέψει σε μια επίπεδη επιφάνεια και να εξαλειφθεί τυχόν περίσσεια τσιμέντου που θα μπορούσε να είναι περήφανη για το μέταλλο. Αυτό είναι σημαντικό επειδή μια ανυψωμένη ράχη τσιμέντου θα σχημάτιζε ένα τοπικό υψηλό σημείο που θα οδηγούσε σε άνιση κατανομή πίεσης όταν η πλάκα χρησιμοποιείται σε πρέσα.

Διαδικασία λείανσης:

Η πλάκα συγκρατείται σε μύλο επιφανειών με μαγνητικό τσοκ ή σε φρέζα με μυγοκόπτη-.

Γίνεται ένα πολύ ελαφρύ κόψιμο (βάθος κοπής 0,01-0,02 mm) σε όλη την επιφάνεια.

Η λείανση συνεχίζεται μέχρι το τσιμέντο να γίνει επίπεδο με την επιφάνεια αλουμινίου. Ο στόχος είναι να αφαιρεθεί μόνο η υπερπλήρωση και να μην μειωθεί σημαντικά το πάχος της πλάκας.

Η τελική επιπεδότητα επιφάνειας θα είναι σύμφωνα με τις αρχικές προδιαγραφές, συνήθως 0,05 mm σε 300 mm ή καλύτερα.

Μετά το τρίψιμο, η αυλάκωση θα πρέπει να είναι σχεδόν ορατή, μια μικροσκοπική γραμμή τσιμέντου δείχνει πού επισκευάστηκε ο αισθητήρας.

Βήμα 7: Βαθμονόμηση και επικύρωση
Το επισκευασμένο θερμοστοιχείο πρέπει να βαθμονομηθεί σύμφωνα με ένα πρότυπο αναφοράς πριν η πλάκα επιστραφεί σε λειτουργία. Η πλάκα θερμαίνεται σε έναν αριθμό σημείων ρύθμισης εντός του εύρους λειτουργίας της (π.χ.. 100 βαθμός , 150 μοίρες , 200 μοίρες ). Η αποκατασταθείσα θέση αισθητήρα βρίσκεται δίπλα σε ένα βαθμονομημένο αισθητήρα επιφάνειας ή δεύτερο θερμοστοιχείο. Σύγκριση των αναγνώσεων. Εάν η θερμοκρασία διαφέρει από αυτή κατά περισσότερο από την ανοχή (συνήθως ±1-2 μοίρες) υπάρχει πρόβλημα, ίσως κακή επαφή, λάθος τσιμέντο ή κατεστραμμένο καλώδιο θερμοστοιχείου.

Εάν η βαθμονόμηση είναι επιτυχής, μπορεί να χρησιμοποιηθεί η πλάκα. Τέλος, εκτελέστε μια λειτουργική δοκιμή, δηλαδή οδηγήστε την πλάκα σε διάφορους κύκλους θερμοκρασίας για να επιβεβαιώσετε ότι το τσιμέντο δεν ραγίζει ή δεν μετατοπίζεται.

Περιορισμοί & Πότε δεν πρέπει να επισκευαστεί
Αυτή η διόρθωση δεν είναι κατάλληλη για κάθε περίπτωση:

Όχι αρκετά παχύ: Εάν η βαθύτερη αυλάκωση οδηγεί σε λιγότερο από 5 mm αλουμινίου κάτω από αυτό, ο κίνδυνος ρωγμών ή δομικής αστοχίας είναι σημαντικός.

Πολλαπλές κοντινές αυλακώσεις: Εάν πολλές κατεστραμμένες αυλακώσεις βρίσκονται η μία δίπλα στην άλλη, η κατεργασία τους βαθύτερα μπορεί να οδηγήσει σε μια περιοχή με λεπτά-τοιχώματα που είναι εύθραυστη.

Σοβαρή θερμική ανακύκλωση: Οι επισκευασμένες αυλακώσεις τσιμέντου δεν είναι τόσο στιβαρές όσο το αρχικό κατεργασμένο αυλάκι. Για πλάκες που υποβάλλονται σε ιδιαίτερα γρήγορο ή έντονο κύκλο θερμότητας (π.χ. 200 μοίρες σε θερμοκρασία δωματίου σε λιγότερο από ένα λεπτό), η αναντιστοιχία CTE μπορεί να οδηγήσει σε ρωγμές με την πάροδο του χρόνου, ακόμη και με ταιριαστό τσιμέντο.

High-pressure applications: When the platen is employed at very high clamping pressure (e.g. >100 N/cm2), το τσιμέντο μπορεί να συμπιεστεί ή να εξωθηθεί, με αποτέλεσμα την αλλαγή της θέσης του αισθητήρα.

Σε ορισμένες περιπτώσεις, θα μπορούσε να είναι επιθυμητό να αντικατασταθεί η πλάκα ή να τοποθετηθεί ένα θερμοστοιχείο επιφάνειας με ένα μπουλόνι-στο εξάρτημα (χρησιμοποιώντας ένα κλιπ ή ένα ξεχωριστό κάλυμμα αυλάκωσης).

Εναλλακτικά: Τοποθέτηση πλάκας κάλυψης
Αντί να γεμίσετε το αυλάκι με τσιμέντο, μπορεί να κατασκευαστεί μια λεπτή μεταλλική πλάκα κάλυψης για να χωράει πάνω από την επισκευασμένη αυλάκωση. Το θερμοστοιχείο εισάγεται στην αυλάκωση χωρίς τσιμέντο και η πλάκα κάλυψης βιδώνεται ή σφίγγεται έτσι ώστε ο αισθητήρας να πιέζεται στο κάτω μέρος της αυλάκωσης. Αυτή η τεχνική εξαλείφει τις ανησυχίες σχετικά με το CTE που σχετίζονται με το τσιμέντο, αλλά απαιτεί πρόσθετη μηχανική κατεργασία και δημιουργεί ρωγμές που μπορεί να παγιδεύουν συντρίμμια. Είναι λιγότερο συχνό σε εφαρμογές ποιότητας τροφίμων ή καθαρού δωματίου.

Συμπέρασμα .
Ένα κατεστραμμένο αυλάκι αισθητήρα επιφάνειας είναι ένας επισκευάσιμος τραυματισμός και με προσεκτική μηχανική κατεργασία και έναν νέο αισθητήρα και κατάλληλο τσιμέντο, η πλάκα μπορεί να επανέλθει σε πλήρη διάρκεια ζωής. Η διαδικασία-άλεσης λίγο μεγαλύτερου αυλακιού, η προσθήκη ενός μεγαλύτερου θερμοστοιχείου, η πλήρωση με θερμικά προσαρμοσμένο τσιμέντο και η λείανση επιφανειών αποκαθιστά την αξιόπιστη ανίχνευση θερμοκρασίας χωρίς να απορρίπτεται μια κατά τα άλλα επισκευήσιμη πλάκα. Ακόμη και μια επιφάνεια ακριβείας θα μπορούσε να δημιουργηθεί εκ νέου-για ένα νέο μάτι αισθητήρα. Αλλά η επισκευή πρέπει να γίνει λαμβάνοντας υπόψη τους περιορισμούς βάθους, τα χαρακτηριστικά του τσιμέντου και την επαλήθευση βαθμονόμησης για να διασφαλιστεί η αξιοπιστία μακροπρόθεσμα. Μια σωστά επισκευασμένη αυλάκωση θερμοστοιχείου θα διαρκέσει για την ισορροπία της διάρκειας ζωής της πλάκας.