Kõrge -temperatuuri keskkonnad: 28 mm kassetisoojendi piiride ületamine

Mis juhtub, kui töötemperatuur tõuseb üle 500 kraadi ja kuidas hoida kassettkütteseadet töökorras.


Enamik tööstuslikke küttetöid töötab hästi vahemikus 100 kuni 400 kraadi. Kui see on õigesti paigaldatud, töötab tavaline roostevabast terasest ühepealine kassettkütteseade nendel temperatuuridel hästi aastaid.

Kuid teatud kasutusalad vajavad rohkem. Survevalu-, klaasivormimine, mõned keemilised protsessid ja väga kõrgel temperatuuril töötavad plastid peavad kõik töötama 500 kraadi, 600 kraadi või isegi kõrgemal temperatuuril pikka aega. Tavalised kassettküttekehad purunevad nende äärmuste korral kiiresti.

Igaüks, kes töötab keeruliste termiliste protsessidega, peab teadma, mida 28 mm suure läbimõõduga ühepealine kassettkütteseade suudab kõrgel-temperatuuril teha ja mida mitte.

Mis juhtub, kui temperatuur tõuseb?
Temperatuuri tõustes peavad kassettkütteseadme kõik osad rohkem tööd tegema.

Materjal ümbrise jaoks. Üle 500 kraadi hakkab standardne roostevaba teras (304, 316) kaotama oma tugevust ja oksüdatsioonikindlust. Kate võib muutuda rabedaks ja pinnale võib tekkida ketendus. Kiire lagunemine toimub siis, kui kasutate seda pikka aega 600 kraadi juures. Incoloy® ümbrised (klassid 800 ja 840) püsivad tugevad ega roosteta kuni umbes 800 kraadini. Nikkel-kroomisulameid või ainulaadseid supersulameid on vaja kõige kuumema temperatuuri jaoks.

Isolatsioon valmistatud MgO-st. Magneesiumoksiidi isolatsioon on üsna stabiilne ja ei sula enne, kui see jõuab 2800 kraadini. Kuid kui temperatuur on kõrge, võib MgO muutuda veidi juhtivaks, mis vähendab isolaatori takistust. See efekt kaob, kui temperatuur langeb, kuid see võib tundlikes juhtimissüsteemides tekitada tüütu maandusrike. Kontrollitud niiskusesisaldusega MgO toimib paremini kõrgetel temperatuuridel.

Traat, mis peab vastu. Kuumusele vastupidav traat on temperatuuri suhtes kõige tundlikum osa. Üle 600 kraadi oksüdeerub standardne NiCr (80/20 nikkel-kroom) traat kiiresti. Sellest punktist kõrgemal töötamise jätkamiseks vajate spetsiaalseid sulameid, nagu NiCrFe, või kohandatud kõrgel temperatuuril{7}.

Lõpetamised. Elektrijuhtmete ühendamise koht takistusjuhtmega on nõrk. Kõrgel temperatuuril võivad tavalised joodetud või pressitud ühendused nõrgeneda või puruneda. Teil on vaja keevitatud ühendusi või kõrgtemperatuuri{3}}otsmeid, mis on just selleks otstarbeks valmistatud.

28 mm eelis kuuma ilmaga
Kõrge{0}}temperatuuri korral on 28 mm kassettkütteseade parem, kuna sellel on suurem diameeter. Takistustraadi saab sama koguvõimsuse jaoks kokku keerata väiksema vattihedusega, kuna sellel on rohkem ruumi. Isegi kui ümbrist kuumutatakse, võrdub madalam vattihedus madalama temperatuuriga traadi sees.

28 mm ühepealise kassettküttekeha, mille ümbrise temperatuur on 600 kraadi ja vattihedus 5 W/cm², võib sisejuhtme temperatuur olla 750 kraadi. Sama võimsusega 12 mm küttekeha võib tõsta sisemiste juhtmete temperatuuri üle 900 kraadi, mis on lihtsalt liiga kõrge, et mis tahes vastupidav sulam saaks käsitseda.

See erinevus on põhjus, miks suuremad kütteseadmed töötavad sageli kõrgel{0}}temperatuuril, samas kui väiksemad mitte.

Kattematerjalide valimine kõrge temperatuuri jaoks
500 kraadi juures töötava kassettküttekeha puhul on väga oluline valida õige ümbrise materjal.

Incoloy 800 saab kasutada pidevalt temperatuuril kuni 760 kraadi. Hea mehaaniline tugevus ja vastupidavus oksüdatsioonile. Kõige tüüpilisem valik tööstuslikuks kasutamiseks, mis peab töötama kõrgetel temperatuuridel.

Incoloy 840 on nagu 800, välja arvatud see, et selles on rohkem kroomi, mis muudab selle oksüdatsioonile paremini vastu. Töötab hästi kuni 800 kraadini.

Nikkel{0}}kroomisulamid, nagu 80/20, nimetatakse nikroomiks (NiCr). Neid saab kasutada ümbrisematerjalina väga kõrgetel temperatuuridel (kuni 1000 kraadi), kuid need maksavad rohkem ja ei talu nii hästi korrosiooni kui Incoloy.

Roostevaba teras 310 on austeniit, milles on rohkem kroomi ja niklit kui 304/316. Sobib lühikeseks ajaks temperatuuril kuni 1000 kraadi, kuid oksüdeerub pidevalt kõrgel temperatuuril kui Incoloy kiiremini.

Kõrgel temperatuuril söövitavate gaaside või kemikaalidega töötamisel võib vaja minna titaani või spetsiaalseid katteid. Need lahendused on aga palju kallimad.

Asjad, millele tuleb mõelda, kui paigaldate kõrge kuumuse ajal
Soojuspaisumine on kõrgematel temperatuuridel märgatavam. 600 kraadini kuumutamisel võib juba toatemperatuuril olev 28 mm kassettkütteseade paisuda umbes 0,1% oma pikkusest (200 mm küttekeha puhul umbes 0,2 mm). Kui kinnitusauk laieneb rohkem kui keris, võib see põhjustada küttekeha kinnijäämist kitsasse auku või teisest küljest tühimiku.

Kõrge -temperatuuriga rakenduste jaoks on parim diameetriline kliirens soovitatud vahemiku kõrgemas otsas (0,04–0,05 mm), kuna see võimaldab diferentsiaalset laienemist. Paigaldusava peaks olema sirge ja sile, et kütteseade saaks ilma paindumata laieneda.

Samuti peate mõtlema temperatuuridele juhtme väljapääsu lähedal. Isegi kui juhtots ei ole kuumutatud, võib soojus siiski liikuda piki kesta otsteni. Kui juhtme väljapääsude temperatuur ületab 200 kraadi, purunevad tavalised pliijuhtmed ja tihendid. Võimalik, et vajate pikki kuumutamata kaableid, jahutusplokke või kõrge temperatuuriga-pliimaterjale, nagu keraamilised kiud või metallist{5}}ümbrisega kaableid.

Kõige tavalisemad viisid, kuidas asjad kõrgel temperatuuril valesti lähevad
Kui kassettkütteseade lakkab töötamast kõrgel{0}}temperatuuril, on selle põhjuseks tavaliselt üks järgmistest.

Kesta oksüdeerumine: Katlakivi muudab ümbrise seina õhemaks, mis lõpuks viib purunemiseni, mis võimaldab välismaailmal näha sisemisi osi.

Isolatsioonitakistuse langus: MgO muutub kõrgel temperatuuril piisavalt juhtivaks, et käivitada maandusvea kaitse isegi siis, kui kütteseade veel töötab.

Takistustraadi oksüdeerumine: traat kaotab aeglaselt oma ristlõike{0}}, mis suurendab takistust ja tekitab kuumi kohti, mis kiirendavad rikkeid.

Pliitihendi rike: ümbrise ja juhtmete vaheline tihend puruneb, lastes niiskuse või mustuse kütteseadmesse, kui see jahtub.

Kasulikud näpunäited edu saavutamiseks kõrgel temperatuuril
Kõrgel temperatuuril{0}}kassettkütteseadme valimisel pidage meeles neid asju. 28 mm suurus on sageli parim, kuna see on suurim, mida võib kasutada. Valige ümbrise- ja traatmaterjalid, mis taluvad vajalikku temperatuuri, millele lisandub ohutusvaru pikaajaliseks kasutamiseks. Pikaajaliseks-kasutuseks kõrgel temperatuuril hoidke vattihedus võimalikult madalal, ideaaljuhul alla 5 W/cm². Juhtotsas veenduge, et otste kaitsmiseks oleks piisavalt kuumutamata pikkust. Vajadusel mõelge plii väljapääsude jaoks aktiivse jahutuse (õhk või vesi) kasutamisele.

Viimased Mõtted
Kõrgetel temperatuuridel kasutamisel surutakse ühe kassettküttekeha iga osa oma piiridesse. Edu saavutamiseks peate hoolikalt valima materjalid, hoidma madalat vattihedust ning pöörama tähelepanu soojuspaisumisele ja plii väljumistemperatuuridele. Nendes rasketes tingimustes on eelistatav 28 mm läbimõõduga ühepealine kassettkütteseade, kuna sellel on suurem pindala ja suurem siseruumala kui väiksematel seadmetel.

Erinevad termilised protsessid vajavad erinevat soojushulka. Kassetisoojendus, mis töötab survevalurakenduses 550 kraadi juures, ei pruugi 700 kraadise nurga all klaasi vormimise protsessis- nii hästi töötada. Selleks, et kütteseade töötaks usaldusväärselt, tuleb see seadistada töö jaoks sobivale temperatuurile.