Uloga izolacije od magnezijevog oksida u učinku grijača uložaka

Unutar svakog grijača uloška nalazi se bijeli prah, skriven unutar metalnog omotača. Ovaj puder je ono zbog čega cijela stvar djeluje. Taj prah je magnezijev oksid, koji je također poznat kao MgO. Radi dvije vrlo važne stvari u isto vrijeme: sprječava dodir otporne žice s omotačem i prenosi toplinu od žice do omotača. Patronski grijač bi ili odmah napravio kratki spoj ili ne bi dobro prenosio toplinu bez MgO. Poznavanje načina na koji ovaj materijal radi pomaže objasniti mnoge razlike u performansama između jeftinih i skupih grijača.

Ovaj posao obavlja se s magnezijevim oksidom budući da ima jedinstven niz kvaliteta. Ima visoku dielektričnu čvrstoću, što znači da može podnijeti mnogo električne energije bez kvara. Također ima relativno visoku toplinsku vodljivost za keramički materijal, što znači da toplina može lako prijeći s unutarnje žice na omotač. MgO također ostaje stabilan na vrlo visokim temperaturama, koje su mnogo više od onih koje većina industrijskih grijača može podnijeti. Ove karakteristike su ono što ga čini mjerilom za izolaciju patronskih grijača u poslu.


No MgO nije savršen materijal, a način na koji je napravljen ima veliki utjecaj na to koliko dobro radi. Pod velikim pritiskom, sirovi MgO prah je čvrsto nabijen oko otporne žice. Dva su razloga za ovo zbijanje. Rješava se zračnih džepova, koji bi funkcionirali kao toplinski izolatori i stvarali vruća mjesta. Također poravnava kristale MgO na način koji ih čini boljim u provođenju topline. Ako grijač nije dovoljno čvrsto nabijen, postojat će prazni prostori ili područja niske-gustoće u kojima se toplina neće dobro kretati. Ta mjesta postaju vruće točke, a vruće točke čine da se sve prerano pokvari.

U dugim grijačima s ulošcima, postupak zbijanja je vrlo važan. Grijač od 1200 mm zahtijeva da MgO bude vrlo ravnomjerno raspoređen od jednog kraja do drugog. Svaka promjena gustoće čini je takvom da se otporna žica ne može pravilno osloboditi topline. To mjesto će biti toplije od ostatka žice, što će ubrzati proces oksidacije i konačno uzrokovati pucanje žice. Da bi se postigla jednolika gustoća duž cijele duljine, visoko-kvalitetni proizvođači koriste vibracijsko pakiranje ili visoko{6}}tlačne hidraulične preše. Jeftiniji grijači mogu koristiti jednostavnije načine koji uzrokuju promjene u gustoći.

MgO je također slab jer voli upijati vlagu. Prašak je higroskopan, što znači da lako upija vodu iz zraka. Ako držite grijač na vlažnom mjestu, MgO bi mogao upiti vodu. Dielektrična čvrstoća izolacije znatno opada kada voda uđe unutra. Grijalica koja bi mogla podnijeti 1000 volti kad je suha ne bi uopće mogla raditi kad je mokra. Zato nove grijalice treba držati na suhom mjestu i zato grijalice koje su dugo stajale na polici prije upotrebe treba kondicionirati.

Kondicioniranje, koje se često naziva "pečenje", je smanjenje napona na grijaču na neko vrijeme. Blaga toplina uklanja vlagu iz MgO bez uključivanja grijača na puni kapacitet. Uobičajen način kondicioniranja je korištenje 20% do 30% nazivnog napona tijekom 30 do 60 minuta. Otpor izolacije vraća se na svoju uobičajenu visoku razinu kako voda isparava. Neprovođenje ovog koraka čest je razlog ranog kvara, osobito kod grijača koji su bili pohranjeni mjesecima ili na mjestima s puno vlage.

Stupanj samog MgO također se može promijeniti. MgO visokog stupnja- napravljen je s posebnim dodacima koji olakšavaju protok kada se zbije i smanjuju vjerojatnost upijanja vlage. oštećeni stupnjevi mogu sadržavati čestice različitih veličina ili onečišćenja, što može učiniti pakiranje neravnomjernim i pogoršati toplinsku izvedbu. Dobri proizvođači će vam reći koji stupanj MgO koriste i dati vam informacije o njegovim kvalitetama. U ovom slučaju, razlika u cijeni grijača izravno je povezana s pouzdanošću i dugotrajnošću.

Neki patronski grijači koriste modificirane spojeve MgO s boljom toplinskom vodljivošću ili mehaničkom čvrstoćom za primjene koje zahtijevaju vrlo visoke temperature ili brzi toplinski ciklus. Ovi posebni materijali koštaju više, ali mogu učiniti da grijači traju puno dulje u teškim situacijama. S druge strane, obični MgO radi sasvim dobro za primjene s niskim temperaturama i niskom gustoćom u vatima.

Kada se grijač uloška pokvari, a način kvara je kratki spoj na masu, često je kriv MgO. Apsorpcija vlage, onečišćenje proizvodnim procesom ili lom uslijed mehaničkog naprezanja mogu stvoriti vodljivi kanal od otporne žice do plašta. Tradicionalni način provjere ovog problema je putem megger testa, koji mjeri izolacijski otpor. Možda ćete moći popraviti grijač koji ima nizak izolacijski otpor tako što ćete ga kondicionirati, ali obično ne možete popraviti onaj koji je oštećen pregrijavanjem ili mehaničkim udarom.

Poznavanje djelovanja MgO pomaže u objašnjenju zašto određeni grijači traju godinama, dok se drugi koji izgledaju isti kvare za nekoliko mjeseci. Puder unutar njega jednako je važan kao i omotač i žica. Grijač može obavljati svoj posao dan za danom zahvaljujući pravilnom zbijanju, upravljanju vlagom i kvaliteti materijala. Kada birate patronski grijač za važan posao, dobro je raspitati se o uvjetima obrade i skladištenja MgO. Ovaj mali napor može vam uštedjeti mnogo problema kasnije. Čak ni najveći omotač i žica s najboljim otporom ne mogu nadoknaditi izolaciju koja je oštećena prije nego što je grijač uopće dobio struju.