Miksi 316:n ruostumattomasta teräksestä valmistettu vaippa, jonka seinämän paksuus on alle 0,9 millimetriä, vaatii pienempiä hankaussuhteita, jotta vältetään ovaliteetti- ja resistanssilangan vaurioituminen korkean-toleranssin lämmityselementeissä?

Valmistusinsinööreille ja laadunvarmistusasiantuntijoille, jotka ovat vastuussa analyyttisissa instrumenteissa, puolijohteiden käsittelyssä ja lääketieteellisissä laitteissa käytettävistä tarkkuussähköisistä lämmityselementeistä, ruostumattoman teräksen 316-vaipan geometrinen tarkkuus on yhtä tärkeä kuin sen korroosionkestävyys. Ovaliteettipoikkeamat todellisesta pyöreästä-poikkileikkauksesta ja samankeskisyydestä, vastuslangan suhteellisesta sijainnista vaipan sisällä, vaikuttavat suoraan lämmön jakautumiseen, sähköeristykseen ja mekaaniseen sovitukseen astian suuttimissa. Paksumman vaipan tavanomaiset hankausvähennyssuhteet ovat ongelmallisia alle 0,9 mm:n seinämän paksuudella. Ohut seinämä muuttaa muotoaan epätasaisesti-korkeilla vähennyssuhteilla aiheuttaen ovaalin ja mahdollisesti vahingoittaen herkkää vastuslankaa. Tässä artikkelissa kuvataan kvantitatiivisesti ohuen -seinämän paksuuden ja enimmäismäärän pienenemisen välinen suhde lopulliseen vaipan laatuun ja annetaan prosessirajat korkean-toleranssin lämmittimien valmistukseen.

Ohut{0}}seinämäisten 316-putkien siivoamisen mekaniikka
Swing on prosessi, jossa 316 putkea vasaroitetaan säteittäisesti sisäänpäin kehruukappaleilla, mikä pienentää sen ulkohalkaisijaa . 20-30 % vähennyssuhteet ovat tavallisia normaaleille seinämäpaksuuksille, jotka ovat yli 1,2 mm. Tämä pienentää 12 mm:n putken 9,6 mm:iin tai 8,4 mm:iin. Suuri seinä tarjoaa riittävän radiaalisen jäykkyyden pitämään prosessin pyöreänä. Ohutseinäisten alle 0,9 mm:n -putkien säteittäinen jäykkyys laskee huomattavasti, koska jäykkyys on suhteessa seinämän paksuuden kuutioon. 0,8 mm seinällä on noin kolmannes säteittäinen jäykkyys 1,2 mm seinästä. Saman iskuvoiman alaisena ohut putki muuttaa muotoaan mieluiten muottien suuntaan muodostaen soikean poikkileikkauksen, jonka pääakseli on samassa suunnassa kuin muotin isku. Ohuiden seinien ovaalisuus vakioleikkauksilla on yleensä 0,1–0,3 mm, kun taas paksuilla seinillä 0,02–0,05 mm. Ovaliteetti aiheuttaa MgO:n epätasaisen tiivistymisen - tiheämmäksi pääakselilla ja vähemmän tiheämmäksi sivuakselilla. Tämä epätasaisuus aiheuttaa paikallisia kuumia kohtia ja vähentää eristysvastusta. Lisäksi MgO-jauheen keskittämä vastuslanka voi siirtyä pienempiä akselia kohti, jossa tiivistys on pienempi, mikä edelleen heikentää samankeskisyyttä.

Suurin hankausvähennys ohuille{0}}seinämäisille tupeille
Kokeellisia tutkimuksia on suoritettu 316 eri seinämänpaksuudella olevalle vaipalle, ja niissä on tunnistettu maksimileikkausvähennyssuhteet soikeaisuuden säilyttämiseksi alle 0,05 mm:ssä ja samankeskisyyden 10 %:n sisällä seinämän paksuudesta. 0,7 mm:n seinämäpaksuudella suurin vähennyssuhde on 12 % (artikkelissa 11 asetettu tuotantolattia). 10 mm:n putki voidaan lyhentää 8,8 mm:iin, mutta ei 8,0 mm:iin. Seinämäpaksuudella 0,8 mm suurin vähennyssuhde on 15 %. 0,9 mm:n seinämän paksuus on enintään 18 prosenttia. Maksimi hyppää 22 %:iin 1,0 mm:n seinämänpaksuudella. Hyväksyttäviä vähennyksiä ovat 25-30 % 1,2 mm:n ja sitä suuremman koon kohdalla. Rajoitukset perustuvat yhteen swaging passiin. Useita ajoja välihehkutuksilla voidaan suorittaa suuremman kokonaisvähennyksen saamiseksi ilman laadun heikkenemistä. 0,8 mm:n vaippa, joka on leikattu 10 %:n vähennyksellä, hehkutettu ja leikattu uudelleen 10 %:n vähennyksellä, antaa yhteensä 19 %:n pienenemisen ja soikeuden, joka on samanlainen kuin 12 %:n vähennys yhdellä kertaa. Huono puoli on korkeammat valmistuskustannukset ja syklin aika.

Huuhtelunvähennysmatriisi ja vähimmäisseinäpaksuus tarkkuuslämmittimille
Seuraavassa taulukossa esitetään suositellut maksimaaliset iskujen vähennyssuhteet ja niistä johtuvat oviteetti-odotukset 316 eri seinämäpaksuudelle vaippalle korkean toleranssin lämpöelementtisovelluksissa.

316 Vaipan seinämän paksuus Suurin yksikertainen huuhteluvähennys Suurin moni-päästövähennys (hehkutuksen kanssa) Odotettu ovaalisuus suurimmalla pienenemiselläOdotettu samankeskisyys (langan asennon poikkeamat) Säännölliset sovellukset
0,7 mm (vähimmäisvalmistus) 12 % 18 % (2 kulkua) 0,08 – 0,12 mm 0,10 – 0,15 mmMikro-lämmittimet analyyttiseen instrumentointiin
0,8 mm 15 % 22 % (2 läpimenoa) 0,06 – 0,10 mm 0,08 – 0,12 mm Pienen halkaisijan patruunalämmittimet
0,9 mm 18 % 25 % (2 läpimenoa) 0,05 – 0,08 mm 0,06 – 0,10 mm Tarkkuus lääkinnällisten laitteiden lämmitin
1,0 mm 22 % 30 % (2 läpikulkua) 0,04 – 0,06 mm 0,05 – 0,08 mm Puolijohdekäsittelylämmittimet
1,2 mm 25 % 35 % (2 läpimenoa) 0,03 – 0,05 mm 0,04 – 0,06 mm Teollisuuden standarditarkkuuslämmittimet
28 % 40 % (2 kulkua) Yleiskäyttöinen, hyvä toleranssi 1,6 mm 0,02 – 0,04 mm 0,03 – 0,05 mm
2,0 mm 30 % Ei vaadita 0,02 – 0,03 mm 0,02 – 0,04 mm Paksu{6}}seinämekaaniset mallit
Sovelluksissa, jotka vaativat äärimmäistä geometrista tarkkuutta, kuten lämmittimiä, joiden on sopia tiukkaan -toleranssireikään tai tuotava tasaista lämpöä rajoitetulle alueelle, insinöörien tulee vaatia enintään 0,05 mm:n soikeaa ja pyytää samankeskisyysmittausta valmistajalta. Tämä vaatii tavallisesti vähintään 1,0 mm:n seinämän paksuuden tai ohuemmille seinille monikerrosta, mikä lisää kustannuksia.

Resistanssilangan vika ohutseinäisessä{0}}swagingissa
Ovaalisuuden lisäksi ohut{0}}seinämä voi myös vaurioittaa suoraan vastusjohtoa. Muotit kohdistavat säteittäisen voiman, joka johdetaan vaipan ja MgO:n läpi lankaan. MgO tiivistyy tasaisesti paksuille seinille ja lankaan kohdistuu vain puristusjännitys, joka ei hajota sitkeitä nikkeli-kromiseoksia. Ohuelle seinälle on ominaista pienempi säteittäinen jäykkyys, joka mahdollistaa paikallisen muodonmuutoksen, joka pystyy tuottamaan merkittäviä pistejännitystä langalle. Jos kärki on taipunut tai lommottu, vastus muuttuu paikallisesti ja muodostaa kuuman pisteen, joka pettää ennenaikaisesti. Kun seinämän paksuus on alle 0,9 mm ja vähennyssuhteet ovat yli 15 %, kokeelliset havainnot osoittavat, että lankavaurioiden esiintyminen lisääntyy alle 0,1 %:sta noin 2-5 %:iin. Tämä romumäärä soveltuu joihinkin sovelluksiin, mutta se on epäkäytännöllinen suurten volyymien alhaisen kustannustason tuotannossa. Välttääkseen langan joutumasta ohutseinämäiseen-takaisin, tuottajien tulisi käyttää halkaisijaltaan suurempia lankaa, jolla on suurempi taivutusjäykkyys, tai käyttää monisäikeistä kierrettyä lankaa, joka kestää muodonmuutoksia paremmin kuin yksi umpilanka. Jos insinöörit määrittävät ohutseinämäiset vaipat, heidän tulee etsiä tuhoavia poikkileikkausnäytteitä alkuperäisestä valmistusajosta langan eheyden ja MgO:n tasaisuuden varmistamiseksi. Viiden lämmittimen osien jakamisesta ja tarkastamisesta aiheutuvat kustannukset ovat vähäpätöisiä verrattuna lankojen kuumista pisteistä johtuvien kenttävikojen kustannuksiin. Sovelluksissa, joissa äärimmäinen tarkkuus ja luotettavuus ovat ensiarvoisen tärkeitä, seinämänpaksuus 1,0 mm tai suurempi poistaa useimmat ohutseinämäiset hankausongelmat ja tarjoaa silti erinomaisen lämpösuorituskyvyn useimmissa sovelluksissa. Insinöörien tulisi omaksua alle 0,9 mm 316 vaipan valmistusesteet ja laatuvaarat vain, jos tila- tai lämpövasteen rajoitukset vaativat ehdottomasti ohuempia seiniä.