Visoko{0}}temperaturna okruženja: pomicanje granica patronskog grijača od 28 mm

Što se događa kada radna temperatura prijeđe 500 stupnjeva i kako održavati rad grijača uloška.


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

Ali za određene namjene potrebno je više. Lijevanje- pod tlakom, oblikovanje stakla, neki kemijski procesi i plastika koja radi na vrlo visokim temperaturama moraju raditi na 500 stupnjeva, 600 stupnjeva ili čak više dugo vremena. Standardni patronski grijači brzo se pokvare na ovim ekstremima.

Svatko tko radi s teškim toplinskim procesima mora znati što grijač s jednom glavom velikog promjera od 28 mm može, a što ne može učiniti u postavkama visoke-temperature.

Što se događa kada temperatura poraste?
Kako temperatura raste, svaki dio patronskog grijača mora raditi više.

Materijal za korice. Iznad 500 stupnjeva, standardni nehrđajući čelik (304, 316) počinje gubiti snagu i sposobnost otpornosti na oksidaciju. Omotač može postati krhak i može doći do ljuskanja na površini. Do brze degradacije dolazi kada ga dugo radite na 600 stupnjeva. Incoloy® plaštevi (stupnjevi 800 i 840) ostaju čvrsti i ne hrđaju do oko 800 stupnjeva. Legure nikla-kroma ili jedinstvene superlegure potrebne su za najviše temperature.

Izolacija od MgO. Izolacija od magnezijevog oksida prilično je stabilna i ne topi se sve dok ne dosegne 2800 stupnjeva. Ali kada je temperatura visoka, MgO može postati malo vodljiv, što smanjuje otpor izolatora. Ovaj učinak nestaje kada temperatura padne, ali može izazvati neugodno okidanje uzemljenja u osjetljivim sustavima upravljanja. MgO s kontroliranom količinom vlage radi bolje na visokim temperaturama.

Žica otporna. Žica otporna na toplinu je dio koji je najosjetljiviji na temperaturu. Iznad 600 stupnjeva, standardna NiCr (80/20 nikal-krom) žica brzo oksidira. Da biste nastavili raditi iznad ove točke, potrebne su vam posebne legure poput NiCrFe ili prilagođene visoko{7}}temperaturne kvalitete.

Raskidi. Mjesto gdje se električni vodovi spajaju s otpornom žicom je slabo. Na visokim temperaturama, standardni lemljeni ili naborani spojevi mogu oslabjeti ili puknuti. Potrebni su vam zavareni konektori ili završeci-za visoke temperature koji su napravljeni samo za ovu svrhu.

Prednost od 28 mm po vrućem vremenu
U situacijama s visokom{0}}temperaturom bolji je patronski grijač od 28 mm jer ima veći promjer. Otporna žica može se smotati s nižom gustoćom u vatima za istu ukupnu snagu u vatima jer ima više prostora unutar nje. Čak i kada se omotač zagrije, niža gustoća u vatima jednaka je nižim temperaturama unutar žice.

Patronski grijač s jednom glavom od 28 mm s temperaturom omotača od 600 stupnjeva i gustoćom u vatima od 5 W/cm² može imati unutarnju temperaturu žice od 750 stupnjeva. Grijač od 12 mm iste snage u vatima može podići temperaturu unutarnjih žica na više od 900 stupnjeva, što je jednostavno previsoko za bilo koju otpornu leguru.

Ova razlika je razlog zašto veći grijači često rade u situacijama visoke-temperature, dok manji ne rade.

Odabir materijala plašta za visoke temperature
Odabir pravog materijala za plašt vrlo je važan za patronski grijač koji radi na 500 stupnjeva.

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

Incoloy 840 je poput 800, osim što ima više kroma u sebi, što ga čini boljim u otpornosti na oksidaciju. Dobro radi do 800 stupnjeva.

Legure nikal-kroma kao što je 80/20 nazivaju se nikrom (NiCr). Mogu se koristiti kao materijali za plaštenje na vrlo visokim temperaturama (do 1000 stupnjeva), ali koštaju više i ne podnose koroziju tako dobro kao Incoloy.

Nehrđajući čelik 310 je austenitni stupanj koji ima više kroma i nikla nego 304/316. Dobar za kratke vremenske periode na temperaturama do 1000 stupnjeva, ali oksidira brže od Incoloya kada se kontinuirano koristi na visokim temperaturama.

Kada radite s korozivnim plinovima ili kemikalijama na visokim temperaturama, možda će vam trebati titan ili posebni premazi. Međutim, ta su rješenja znatno skuplja.

Stvari o kojima treba razmišljati kada instalirate na velikoj vrućini
Toplinsko širenje je vidljivije na višim temperaturama. Kada se zagrije na 600 stupnjeva, patronski grijač od 28 mm koji je već na sobnoj temperaturi može se proširiti za oko 0,1% svoje duljine (oko 0,2 mm na grijaču od 200 mm). Ako se montažna rupa proširi više od grijača, to može uzrokovati da grijač zapne u uskom otvoru ili, s druge strane, napravi razmak.

Za primjene na visokim -temperaturama najbolji je dijametralni zazor na višem kraju predloženog raspona (0,04–0,05 mm) jer omogućuje diferencijalno širenje. Montažna rupa mora biti ravna i glatka kako bi se grijač mogao širiti bez savijanja.

Također morate razmišljati o temperaturama u blizini izlaza olova. Čak i ako olovni kraj nije zagrijan, toplina se i dalje može kretati duž omotača do krajeva. Ako temperatura izlaza olova prijeđe preko 200 stupnjeva, normalne žice olova i plombe će puknuti. Možda će vam trebati dugi, negrijani dijelovi, rashladni blokovi ili visoko{4}}temperaturni olovni materijali poput keramičkih vlakana ili metalnih-kabela.

Najčešći načini na koje stvari krenu po zlu na visokoj temperaturi
Kada patronski grijač prestane raditi na visokoj-temperaturi, to je obično zbog jednog od sljedećeg:

Oksidacija omotača: Skidanje kamenca čini zid omotača tanjim, što konačno dovodi do pukotine koja omogućuje vanjskom svijetu da vidi unutarnje dijelove.

Pad izolacijskog otpora: MgO postaje dovoljno vodljiv na visokim temperaturama da aktivira zaštitu od kvara na zemlji, čak i kada grijač još radi.

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

Kvar olovne brtve: Brtva između plašta i vodećih žica se pokvari, propuštajući vlagu ili prljavštinu u grijač kada se ohladi.

Korisni savjeti za uspjeh na visokim temperaturama
Prilikom odabira patronskog grijača za-visoku temperaturu, imajte na umu ove stvari. Veličina od 28 mm često je najbolja jer je najveća koja se može koristiti. Odaberite materijale za plašt i žicu koji mogu podnijeti potrebnu temperaturu plus sigurnosnu granicu za dulju upotrebu. Za dugotrajnu-upotrebu na visokim temperaturama, održavajte gustoću u vatima što je moguće nižom, idealno ispod 5 W/cm². Na kraju odvoda provjerite ima li dovoljno negrijane duljine za zaštitu završetaka. Ako je potrebno, razmislite o korištenju aktivnog hlađenja (zrak ili voda) za olovne izlaze.

Posljednje misli
Kada se koristi na visokim temperaturama, svaki dio grijača uloška s jednom glavom je gurnut do svojih granica. Da biste bili uspješni, morate pažljivo odabrati svoje materijale, održavati nisku gustoću vata i obratiti pozornost na toplinsko širenje i izlazne temperature olova. Patronski grijač s jednom glavom promjera 28 mm poželjniji je za ove teške uvjete jer ima veću površinu i veći unutarnji volumen od manjih veličina.

Različiti toplinski procesi zahtijevaju različite količine topline. Patronski grijač koji radi u -lijevanju pod pritiskom na 550 stupnjeva možda neće raditi tako dobro u-postupku oblikovanja stakla na 700 stupnjeva. Kako bi grijač pouzdano radio, potrebno ga je postaviti na pravu temperaturu za posao.