Sıcak yolluklu termokuplun kılıf malzemesi agresif kimyasal ortamlara karşı ilk savunma hattıdır. Yanlış malzemenin seçilmesi kılıfın hızla delinmesine, termoelement kirlenmesine ve ciddi sensör arızalarına neden olabilir. Bu makale, reçine tipine ve işleme koşullarına göre kılıf malzemeleri ve kılavuz seçimini karşılaştırmaktadır.
316L Paslanmaz Çelik – Genel Amaçlı. 316L, sıcak yolluklardaki çoğu termokupl kılıfı için temel alaşımdır. Poliolefinler, stirenikler ve akrilikler dahil olmak üzere yaygın olarak kullanılan birçok plastiğe karşı iyi korozyon direnci sunar. Oksitleyici atmosferlerde 550 dereceye kadar sıcaklıklara dayanıklıdır. Bununla birlikte 316L, klorür ortamlarında-soğutma suyunun sıcak kılıfın üzerine sızması durumunda meydana gelebilecek oyuklanma ve gerilimli korozyon çatlamasına karşı hassastır. Halojenlere (flor, klor) karşı direnci sınırlıdır; bu elementler krom oksit pasif katmanına saldırır.
Inconel 600 – Yüksek-Performanslı İş Makinası. Inconel 600 (Ni-Cr-Fe alaşımı), özellikle halojen içeren korozif reçineler için tercih edilen kılıf malzemesidir. PVC, PTFE, PVDF ve FEP, erime sırasında aşındırıcı gazlar (HCl, HF) açığa çıkarır. Inconel 650 dereceye kadar hem oksidasyona hem de halojen ataklarına karşı dayanıklıdır. Ayrıca bazı kauçuklardan ve yağlayıcılardan elde edilen kükürt-içeren bileşiklere de dayanıklıdır. Cam dolgulu malzemelerde Inconel'in yüksek sertliği, 316L'ye kıyasla aşınmayı azaltır. Daha pahalı olmasına rağmen agresif ortamlarda uzatılmış hizmet ömrü çoğu zaman maliyeti haklı çıkarır.
Inconel 625 – Asidik Koşullar için Geliştirilmiştir. Inconel 625, özellikle asidik ortamlarda çukurlaşma ve çatlak korozyonuna karşı üstün direnç sağlamak için molibden ve niyobyum ekler. Organik asitler oluşturacak şekilde bozunan polimerler için tavsiye edilir (örneğin, PLA, PHA veya asit temizleyicili PVC). Aynı zamanda yüksek-döngüsel kalıp uygulamalarında faydalı olan yüksek yorulma mukavemeti sunar.
Hastelloy C-276 – Aşırı Kimyasal Direnç. En agresif ortamlar için (yüksek sıcaklıklarda floropolimerlerin veya bromlu alev geciktiriciler içeren reçinelerin işlenmesi) Hastelloy C-276 en iyi seçimdir. Hem oksitleyici hem de indirgeyici asitlere ve ıslak klor gazına dayanıklıdır. Sıcaklık sınırı 600 dereceyi aşıyor. Bununla birlikte, yüksek maliyet sınırları, daha az alaşımın haftalar içinde bozulduğu özel uygulamalarda kullanılır.
Oksidasyon Direncinin Karşılaştırılması. Oksidasyon direnci kritiktir çünkü kılıf hem dahili (reçine bozulması nedeniyle) hem de harici (atmosfer) oksidasyona maruz kalır. Inconel, paslanmaz çelikten daha az dökülen, sağlam, yapışkan bir oksit tabakası oluşturur. Inconel kılıflı N Tipi termokupllar, yüksek sıcaklıktaki havada 316L'li K Tipi termokupllardan önemli ölçüde daha stabildir.
Aşınma Direnci. Cam-fiber takviyeli (örneğin, PA66+GF30) veya mineral-dolgulu reçineler için, mekanik aşınma, kılıfın aşınmasına neden olabilir. Inconel gibi daha sert alaşımlar veya aşınmaya- dirençli özel kaliteler (ör. Nitronic 50) kullanım ömrünü uzatır. Kılıf çapı aynı zamanda aşınma oranını da etkiler: 2,0 mm'lik daha kalın kılıflar aşınmaya 1,0 mm'den daha iyi direnç gösterir, ancak tepki hızı pahasına.
Maliyet-Fayda Analizi. PVC uygulamasındaki 316L-kılıflı bir termokuplun 3 ay sonra (HCl saldırısı nedeniyle) arızalandığını, sensör için 200 ABD Doları artı kesinti ve işçilik için 500 ABD Doları tutarında bir maliyete neden olduğunu varsayalım. Bir Inconel 600 sensörünün maliyeti 350 dolardır ancak 18 ay dayanır. 316L ile toplam yıllık maliyet: dört değiştirme × $700=$2.800. Inconel ile: bir değişim × $850=$850. Birinci sınıf malzeme, bölge başına yılda yaklaşık 2.000 $ tasarruf sağlar.
Pratik Seçim Yönergeleri. Poliolefinler (PE, PP), stirenikler (PS, ABS) ve polikarbonat (PC) için – 316L yeterlidir. PA, PBT, PET için (özellikle cam dolgulu) – Inconel 600 önerilir. PVC, POM ve floropolimerler için – Inconel 600 veya 625. PEEK, PEI ve yüksek- sıcaklıktaki sıvı kristal polimerler için – kesin stabilizatörlere bağlı olarak Inconel veya Hastelloy. Şüpheye düştüğünüzde reçine üreticisinin korozyon verilerine bakın veya hızlandırılmış testler yapın.
Yüzey Kaplamaları. Bazı üreticiler plazma püskürtme yoluyla uygulanan koruyucu kaplamalara (örneğin alüminyum oksit, krom oksit) sahip kılıflar sunmaktadır. Bu kaplamalar, toplu alaşımı değiştirmeden korozyon direncini arttırır, ancak termal genleşme uyumsuzluğu nedeniyle dökülebilirler. Kritik uygulamalar için katı alaşım seçimi kaplamalardan daha güvenilirdir.
Muayene ve Değiştirme. Malzemeden bağımsız olarak kılıfları düzenli olarak çukurlaşma, çatlak veya renk değişiklikleri açısından inceleyin (koyulaşma oksidasyonu gösterir). Korozyon belirtileri gösteren sensörleri değiştirin. Bağlantı noktalarında galvanik korozyon oluşturabilecek malzemelerin karışmasını önlemek için aynı alaşımdan yedek sensörler bulundurun.
