قانون خستگی شوک حرارتی: تفاوت پایداری ترموکوپل بخاری‌های نازل در چرخه‌های مکرر سرد و گرم
راه‌اندازی و خاموش شدن مکرر تجهیزات باعث ایجاد شوک حرارتی سرد و گرم مکرر در بخاری‌های نازلی می‌شود که به عامل اصلی منجر به پیری اجزا و تغییر دما تبدیل می‌شود. بخاری‌های نازلی متفاوت از بخاری‌های بشکه‌ای که در حالت دمای ثابت طولانی مدت کار می‌کنند، هر روز ده‌ها چرخه افزایش و کاهش دما را تحمل می‌کنند. خستگی طولانی‌مدت شوک حرارتی پایداری ساختار داخلی و مقاومت حرارتی را تغییر می‌دهد و منجر به رانش مداوم پارامتر ترموکوپل می‌شود. با توجه به داده‌های تست خستگی چرخه‌ای، سه نوع بخاری نازل جریان اصلی عملکرد ضد خستگی و قوانین رانش کاملاً متفاوتی را تحت شوک حرارتی مکرر نشان می‌دهند.
بخاری های نازل میکا ضعیف ترین مقاومت در برابر خستگی شوک حرارتی را دارند. عایق میکای لایه ای نیروی اتصال ساختاری ضعیفی دارد و انبساط و انقباض حرارتی مکرر باعث شل شدن و جدا شدن تدریجی لایه های عایق می شود. شکاف‌های میکرو ایجاد شده توسط تغییر شکل خستگی، مسیر انتقال حرارت داخلی را تغییر می‌دهند، که منجر به خروجی حرارت ناپایدار می‌شود. پس از -خستگی چرخه‌ای طولانی‌مدت، تأخیر خواندن ترموکوپل و افزایش بیش از حد بیشتر و بیشتر آشکار می‌شود و دقت کنترل دما سال به سال کاهش می‌یابد. تغییر شکل خستگی شدید باعث اتصال کوتاه موضعی و فرسودگی بخاری می شود.
بخاری های نازل سرامیکی در دماهای متوسط و بالا مقاومت بالایی در برابر شوک حرارتی دارند. مواد عایق سرامیکی سفت دارای خواص فیزیکی پایدار، بدون تغییر شکل یا شل شدن تحت انبساط و انقباض حرارتی مکرر هستند و مقاومت در برابر خستگی ساختاری بسیار بیشتر از ساختارهای میکا است. عملکرد چرخه ای طولانی مدت، مقاومت حرارتی داخلی و خروجی گرما را با دامنه رانش کم ترموکوپل حفظ می کند. تنها نقص خستگی، شکنندگی سرامیک است، و تجمع تنش حرارتی در دوچرخه‌سواری طولانی مدت ممکن است باعث ایجاد ترک‌های ریز پنهان شده و نقاط انحراف حرارتی موضعی را ایجاد کند.
بخاری های نازل مسی ریخته گری قوی ترین عملکرد جامع ضد خستگی{0}}در برابر شوک حرارتی را دارند. ساختار ریخته‌گری یکپارچه فاقد شکاف لایه‌ای یا نقاط اتصال قطعه‌بندی شده است و ساختار داخلی تحت چرخه حرارتی بی‌نهایت دست نخورده باقی می‌ماند. ماده مس دارای توانایی آزادسازی تنش حرارتی عالی است که می تواند به سرعت انبساط حرارتی و تنش انقباضی را بدون تغییر شکل ساختاری یا جهش مقاومت حرارتی متعادل کند. عملکرد چرخه ای طولانی مدت تقریباً رانش خستگی را از بین می برد و دقت نظارت ترموکوپل در طول چرخه سرویس ثابت باقی می ماند.
داده‌های آزمایش چرخه‌ای شوک حرارتی تفاوت‌های رانش خستگی را کمیت می‌کند. پس از 5000 چرخه متناوب سرد و گرم، بخاری‌های نازل میکا، رانش ترموکوپل 2.0 درجه را با نرخ خرابی خستگی ساختاری 7.8٪ ایجاد می‌کنند. بخاری های نازل سرامیکی دریفت 0.6 درجه با نرخ شکست مخفی ترک 2.1٪ ایجاد می کنند. بخاری های نازل مسی ریخته گری دریفت در 0.2 درجه با شکست خستگی ساختاری صفر ایجاد می کنند.
مقاومت در برابر خستگی شوک حرارتی مستقیماً-پایداری طولانی مدت خطوط تولید با فرکانس بالا را تعیین می کند. تطابق معقول انواع بخاری نازل با توجه به فرکانس چرخه تولید و کالیبراسیون هدفمند جبران خستگی ترموکوپل می تواند به طور موثر پیری اجزا را به تأخیر بیندازد و کنترل دمای نازل های قالب گیری تزریقی را در طولانی مدت حفظ کند.
