1. Buồng sốc nhiệt là gì
Buồng sốc nhiệt (hay tủ sốc nhiệt) là buồng khí hậu dùng để thử nghiệm sốc nhiệt, được sử dụng để đưa vật liệu vào tình trạng sốc nghiêm trọng. Điều này được thực hiện thông qua việc di chuyển đột ngột và lặp đi lặp lại từ nhiệt độ cao đến các khu vực có nhiệt độ thấp để xác định các bộ phận bị lỗi hoặc những yếu tố liên quan đến tỷ lệ của an toàn của vật liệu (chủ yếu trong ngành điện tử).
Vật liệu được đặt bên trong một giỏ di động để mang nó từ ngăn lạnh đến ngăn nóng và ngược lại trong nhiều chu kỳ. Các buồng này chứa hai ngăn thử nghiệm trở lên và việc di chuyển vật liệu từ ngăn này sang ngăn kia được thực hiện rất nhanh (thường trong vòng 10 giây).
Nhiệt độ của ngăn thử nghiệm và phương tiện thử nghiệm phụ thuộc vào nhu cầu của tiêu chuẩn để xác định chu trình chính xác sẽ được thực hiện. Mục đích của các thử nghiệm này là kiểm tra phản ứng của sản phẩm khi bị sốc nhiệt. Trong những trường hợp này, vật liệu có thể nóng lên hoặc nguội đi với tốc độ khác nhau ở các bộ phận khác nhau tùy thuộc vào vật liệu. Nếu điều này liên quan đến sự giảm hoặc tăng thể tích quá lớn, thì mẫu có thể chịu ứng suất cơ học rất lớn, do đó dẫn đến hỏng hóc.
Người ta cần dễ dàng xem xét các bảng điện tử được sử dụng cho hàng không mà độ tin cậy là điều kiện tiên quyết rõ ràng quan trọng. Lỗi có thể xảy ra ở các bo mạch điện tử khi bị sốc nhiệt nghiêm trọng. Đó là nếu cú sốc lớn hơn sức cản vật liệu tối đa. Các vấn đề có thể xảy ra ở vật liệu bị lỗi là đứt chốt hoặc hỏng mối hàn nếu vật liệu được sử dụng có hệ số giãn nở nhiệt khác nhau.
Việc sử dụng buồng sốc nhiệt là rất quan trọng để nhận ra các khuyết tật có thể xảy ra trong sản phẩm. Ngoài ra, quy trình sản xuất hoặc các bộ phận và chức năng của chúng, trước khi bắt đầu sản xuất, đều phải điều chỉnh để nâng cao hiệu suất sản phẩm.
2. Cấu tạo buồng sốc nhiệt
Buồng sốc nhiệt hay tủ sốc nhiệt bao gồm:
2.1. Tủ sốc nhiệt (Thermal shock cabinet)
Tủ được làm bằng thép mạ kẽm. Bên phải có tủ điều khiển và tủ lạnh ở phía sau. Phía trước có 2 cửa tương ứng với vùng thử nghiệm nhiệt độ thấp và vùng thử nghiệm nhiệt độ cao.
Chất cách nhiệt là bọt polyurethane và bông thủy tinh siêu mịn.
Tầng dưới cùng là kết cấu kênh thép có khả năng chịu tải phù hợp.
Để phù hợp với việc xử lý và di chuyển của máy, chân đế được trang bị chân đỡ và bánh xe.
2.2. Bể nhiệt độ cao
Bể nhiệt độ cao được đặt ở phần trên của buồng thử nghiệm. Vì nhiệt độ cao có thể thay đổi các thuộc tính vật lý hoặc số đo của vật liệu được sử dụng trong bể nhiệt độ cao nên những vật liệu này phải đáp ứng nhu cầu sử dụng trong môi trường nhiệt độ khắc nghiệt. Nó được làm bằng thép không gỉ 304, chịu được cả nhiệt độ cao và thấp, dày 1,0mm.
Mặt trước bể nhiệt độ cao là vùng thử nghiệm nhiệt độ cao để sử dụng trong thử nghiệm nhiệt độ cao hoặc thử nghiệm sốc nhiệt.
Một ống dẫn khí tuần hoàn nằm phía sau bể, có quạt quay, hệ thống sưởi và cánh quạt. Không khí được làm nóng bên trong và luồng không khí ở khu vực thử nghiệm phía trước được phân phối để thử nghiệm theo chu kỳ. Khi sản phẩm thử nghiệm được đặt ở khu vực có nhiệt độ thấp, bể chứa sẽ ở trạng thái tích trữ nhiệt. Và khi mẫu được di chuyển khỏi khu vực có nhiệt độ thấp, chế độ kiểm tra nhiệt độ cao có thể được khôi phục trong thời gian ngắn.
2.3. Bể nhiệt độ thấp
Bể nhiệt độ thấp được đặt ở phần dưới của buồng thử nghiệm. Vì nhiệt độ thấp ảnh hưởng tiêu cực đến hầu hết mọi vật liệu nền nên vật liệu được sử dụng trong bể nhiệt độ thấp phải tuân thủ các yêu cầu sử dụng trong môi trường nhiệt độ thấp. Nó cũng được chế tạo từ thép không gỉ 304 chịu được cả nhiệt độ cao và thấp, dày 1,0mm, rất bền.
Bề mặt của bể nhiệt độ thấp là vùng thử nghiệm nhiệt độ thấp để sử dụng trong thử nghiệm sốc nhiệt thấp hoặc thử nghiệm nhiệt độ thấp. Một ống tuần hoàn nằm ở phía sau bể nhiệt độ thấp, được trang bị một cánh quạt, quạt tuần hoàn, thiết bị sưởi ấm, máy tái sinh và thiết bị bay hơi. Thông qua thiết bị bay hơi, không khí hấp thụ nhiệt, đạt đến nhiệt độ thấp cần thiết cho thử nghiệm, luồng không khí trong ống dẫn khí và vùng thử nghiệm được nối thành một và thử nghiệm chu trình được thực hiện.
Khi vật liệu thử được đặt ở khu vực có nhiệt độ cao, bể sẽ ở chế độ bảo quản lạnh. Và khi mẫu được chuyển từ khu vực có nhiệt độ cao, chế độ kiểm tra ở nhiệt độ thấp có thể được khôi phục trong thời gian ngắn.
2.4. Giá sốc nhiệt (Thermal shock basket)
Bên trong giá có 2 giá đựng mẫu. Vị trí của giá đỡ mẫu có thể dịch chuyển lên xuống. Giá sốc nhiệt được làm từ hình ống vuông bằng thép không gỉ 304. Phía dưới và phía trên là các tấm kín có chức năng bịt kín khu vực nhiệt độ thấp và khu vực nhiệt độ cao. Phần bịt kín được bịt bằng đai silicone, giúp nó không bị cong vênh trong các tình huống sốc nhiệt thấp và cao và hiệu suất bịt kín tốt hơn.
Chuyển động của giá ở vùng nhiệt độ thấp và cao được điều khiển bởi một hình trụ. Sự phối hợp của xi lanh, con lăn và dây cáp được sử dụng để kéo giá thực hiện thử nghiệm tác động nhiệt độ. Điều này ngăn ngừa những nhược điểm về biến dạng của vỏ và chuyển động của động cơ thông thường.
Khi giá đi lên khu vực thử nghiệm nhiệt độ cao, lực căng ở phần dưới của thang máy và khu vực nhiệt độ thấp và cao bị nén bởi lực kéo của xi lanh để hoạt động như một phương pháp bịt kín.
Khi giá chuyển sang vùng thử nghiệm nhiệt độ thấp, dải phân cách giữa phần trên cùng và vùng nhiệt độ thấp và cao được nén bởi trọng lượng của giá chùng để hoạt động như một phương pháp bịt kín. Chất lượng niêm phong giỏ treo ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất thử nghiệm.
3. Vật liệu dùng cho buồng sốc nhiệt
Các vật liệu được sử dụng để chế tạo buồng sốc nhiệt bao gồm: thép mạ kẽm, thép không gỉ 304.
Nguyên nhân chủ yếu nhà sản xuất lựa chọn các vật liệu này là:
- Tuổi thọ (thép mạ kẽm có tuổi thọ 20 năm khi tiếp xúc nhiều với nước và lên tới 100 năm trong điều kiện bình thường)
- Độ bền, khả năng chống gỉ sét, ăn mòn
- Dễ hàn, tạo hình
- Chịu được nhiệt độ cao và thấp (đối với thép 304)
Tham khảo
