Visoko{0}}Okruženje na visokim temperaturama: pomjeranje granica grijača kartridža od 28 mm

Šta se dešava kada radna temperatura pređe 500 stepeni i kako održavati grejač uloška u radu.


Većina poslova industrijskog grijanja dobro funkcionira između 100 i 400 stupnjeva. Kada je pravilno instaliran, osnovni grijač s jednom glavom od nehrđajućeg čelika radi dobro godinama na ovim temperaturama.

Ali određene namjene trebaju više. -Lijevanje pod pritiskom, oblikovanje stakla, neki hemijski procesi i plastika koja radi na vrlo visokim temperaturama moraju dugo vremena raditi na 500 stepeni, 600 stepeni ili čak i više. Standardni grijači s patronom brzo izbijaju u ovim ekstremima.

Svako ko radi sa teškim termičkim procesima mora znati šta grijač s jednom glavom s jednim patronom velikog promjera 28 mm može, a šta ne može u postavkama visokih{1}}temperatura.

Šta se dešava kada temperatura poraste?
Kako temperatura raste, svaki dio kertridžnog grijača mora raditi jače.

Materijal za omotač. Iznad 500 stepeni, standardni nerđajući čelik (304, 316) počinje da gubi snagu i sposobnost da se odupre oksidaciji. Plašt može postati lomljiv i može doći do površinskog ljuštenja. Brza degradacija se dešava kada ga koristite duže vreme na 600 stepeni. Incoloy® omoti (grade 800 i 840) ostaju čvrsti i ne hrđaju do oko 800 stepeni. Za najtoplije temperature potrebne su legure nikla-hroma ili jedinstvene superlegure.

Izolacija od MgO. Izolacija od magnezijum oksida je prilično stabilna i ne topi se dok ne dostigne 2800 stepeni. Ali kada je temperatura visoka, MgO može postati malo provodljiv, što smanjuje otpornost izolatora. Ovaj efekat nestaje kada temperatura padne, ali može stvoriti dosadno okidanje zemljospoja u osjetljivim kontrolnim sistemima. MgO s kontroliranom količinom vlage djeluje bolje na visokim temperaturama.

Žica koja se opire. Žica koja je otporna na toplinu je dio koji je najosjetljiviji na temperaturu. Iznad 600 stepeni, standardna NiCr (80/20 nikl-hrom) žica brzo oksidira. Da biste nastavili raditi iznad ove tačke, potrebne su vam specijalne legure kao što je NiCrFe ili prilagođeni visokotemperaturni razredi-.

Prekidi. Mjesto gdje se električni vodovi spajaju sa otpornom žicom je slabo. Na visokim temperaturama, standardni zalemljeni ili uvijeni spojevi mogu oslabiti ili puknuti. Potrebni su vam zavareni konektori ili-završnici za visoke temperature koji su napravljeni samo za ovu svrhu.

Prednost od 28 mm po vrućem vremenu
U situacijama visoke{0}}temperature, grijač patrone od 28 mm je bolji jer ima veći prečnik. Otporna žica se može namotati pri manjoj gustoći vata za istu ukupnu snagu jer ima više prostora unutar. Čak i kada se omotač zagrije, manja gustoća u vatima jednaka je nižim temperaturama unutar žice.

Grejač sa patronom sa jednom glavom od 28 mm sa temperaturom omotača od 600 stepeni i gustinom vati od 5 W/cm² može imati unutrašnju temperaturu žice od 750 stepeni. Grejač od 12 mm sa istom snagom može podići temperaturu unutrašnjih žica na više od 900 stepeni, što je jednostavno previsoko za bilo koju otpornu leguru.

Ovaj nesrazmjer je razlog zašto veći grijači često rade u situacijama visokih{0}}temperatura, dok manji ne rade.

Odabir materijala omotača za visoke temperature
Odabir pravog materijala omotača je veoma važan za grijač uloška koji radi na 500 stepeni.

Incoloy 800 se može koristiti kontinuirano na temperaturama do 760 stepeni. Dobra mehanička čvrstoća i otpornost na oksidaciju. Najtipičniji izbor za industrijsku upotrebu koja mora raditi na visokim temperaturama.

Incoloy 840 je kao 800, osim što ima više hroma u sebi, što ga čini boljom otpornošću na oksidaciju. Dobro radi do 800 stepeni.

Legure nikl{0}}kroma poput 80/20 nazivaju se nihrom (NiCr). Mogu se koristiti kao materijali za plašt na veoma visokim temperaturama (do 1000 stepeni), ali su skuplji i ne podnose koroziju kao Incoloy.

Nerđajući čelik 310 je austenitni razred koji ima više hroma i nikla od 304/316. Dobar za kratke vremenske periode na temperaturama do 1000 stepeni, ali oksidira brže od Incoloy kada se koristi kontinuirano na visokim temperaturama.

Kada radite sa korozivnim gasovima ili hemikalijama na visokim temperaturama, možda će vam trebati titanijum ili posebni premazi. Međutim, ova rješenja su mnogo skuplja.

Stvari o kojima treba razmišljati prilikom ugradnje na visokim temperaturama
Toplotno širenje je uočljivije na višim temperaturama. Kada se zagrije na 600 stepeni, grijač uloška od 28 mm koji je već na sobnoj temperaturi može se proširiti za oko 0,1% svoje dužine (oko 0,2 mm na grijaču od 200 mm). Ako se otvor za montažu širi više od grijača, to može uzrokovati da grijač zaglavi u uskoj rupi ili, s druge strane, napravi zazor.

Za primjene na visokim{0}}temperaturama, dijametralni zazor na višem kraju predloženog raspona (0,04–0,05 mm) je najbolji jer omogućava diferencijalno širenje. Otvor za montažu treba da bude ravna i glatka kako bi se grijač mogao širiti bez savijanja.

Također morate razmišljati o temperaturama u blizini izlaza za elektrodu. Čak i ako kraj elektrode nije zagrejan, toplota se i dalje može kretati duž omotača do krajeva. Ako temperatura na izlazu provodnika pređe 200 stepeni, normalne žice i zaptivke će puknuti. Možda će vam trebati duge, nezagrijane dužine, rashladni blokovi ili olovni materijali za visoke{4}}temperature kao što su keramička vlakna ili metalni-kablovi obloženi.

Najčešći načini na koji stvari pođu po zlu pri visokim temperaturama
Kada kertridž grijač prestane raditi na visokoj{0}}postavci temperature, to je obično zbog jednog od sljedećeg:

Oksidacija omotača: Skaliranje čini zid omotača tanjim, što konačno dovodi do proboja koji omogućava vanjskom svijetu da vidi unutrašnje dijelove.

Pad otpora izolacije: MgO postaje dovoljno provodljiv na visokim temperaturama da aktivira zaštitu od zemljospoja, čak i kada grijač još uvijek radi.

Oksidacija otporne žice: Žica polako gubi svoj poprečni-presjek, što povećava otpor i stvara vruće tačke koje ubrzavaju kvar.

Otkazivanje olovne zaptivke: Zaptivka između omotača i provodnih žica se pokvari, puštajući vlagu ili prljavštinu u grijač kada se ohladi.

Korisni savjeti za uspjeh na visokim temperaturama
Prilikom odabira kertridž grijača za korištenje na visokim-temperaturama, imajte ove stvari na umu. Veličina od 28 mm je često najbolja jer je najveća koja se može koristiti. Odaberite materijale omotača i žice koji mogu podnijeti potrebnu temperaturu plus sigurnosnu marginu za dugotrajnu upotrebu. Za dugotrajnu-upotrebu na visokim temperaturama, držite gustinu u vatima što je moguće nižu, idealno ispod 5 W/cm². Na kraju elektrode, provjerite ima li dovoljno negrijane dužine da zaštitite krajeve. Ako je potrebno, razmislite o korištenju aktivnog hlađenja (vazduh ili voda) za izlaze elektroda.

Last Thoughts
Kada se koristi na visokim temperaturama, svaki dio grijača s patronom s jednom glavom je gurnut do svojih granica. Da biste bili uspješni, morate pažljivo odabrati svoje materijale, zadržati nisku gustoću u vatima i obratiti pažnju na toplinsko širenje i izlazne temperature olova. Grejač sa patronom sa jednom glavom od 28 mm je poželjniji za ove teške uslove jer ima veću površinu i veću unutrašnju zapreminu od manjih veličina.

Različiti termički procesi zahtijevaju različite količine topline. Grijač kertridža koji radi u-aplikaciji livenja pod 550 stepeni možda neće raditi tako dobro u procesu-formiranja stakla na 700 stepeni. Da bi grijač radio pouzdano, potrebno ga je podesiti na odgovarajuću temperaturu za posao.