Środowiska o wysokiej-temperaturze: przesuwanie granic grzejnika kasetowego 28 mm

Co się dzieje, gdy temperatura robocza przekracza 500 stopni i jak utrzymać działanie grzejnika kasetowego.


Większość zadań związanych z ogrzewaniem przemysłowym działa dobrze w temperaturach od 100 do 400 stopni. Po prawidłowym zainstalowaniu podstawowy grzejnik kasetowy ze stali nierdzewnej z pojedynczą głowicą działa dobrze przez lata w tych temperaturach.

Ale niektóre zastosowania wymagają więcej. Odlewanie-ciśnieniowe, formowanie szkła, niektóre procesy chemiczne i tworzywa sztuczne pracujące w bardzo wysokich temperaturach muszą pracować przez długi czas w temperaturze 500, 600 stopni lub nawet wyższej. W przypadku tych skrajności standardowe grzejniki kasetowe szybko się psują.

Każdy, kto pracuje przy trudnych procesach termicznych, musi wiedzieć, co potrafi, a czego nie może zrobić pojedyncza głowica grzejnika kasetowego o średnicy 28 mm w-ustawieniach wysokich temperatur.

Co się stanie, gdy temperatura wzrośnie?
Wraz ze wzrostem temperatury każda część grzejnika kasetowego musi pracować ciężej.

Materiał na osłonę. Powyżej 500 stopni standardowa stal nierdzewna (304, 316) zaczyna tracić swoją wytrzymałość i odporność na utlenianie. Osłona może stać się krucha i może wystąpić łuszczenie się powierzchni. Szybka degradacja następuje, gdy pracujesz przez długi czas w temperaturze 600 stopni. Osłony Incoloy® (gatunki 800 i 840) pozostają mocne i nie rdzewieją do około 800 stopni. W przypadku najwyższych temperatur potrzebne są stopy niklu-chromu lub unikalne nadstopy.

Izolacja wykonana z MgO. Izolacja z tlenku magnezu jest dość stabilna i nie topi się, dopóki nie osiągnie 2800 stopni. Ale gdy temperatura jest wysoka, MgO może stać się trochę przewodzący, co obniża rezystancję izolatora. Efekt ten zanika wraz ze spadkiem temperatury, ale może powodować irytujące wyłączanie zwarcia doziemnego we wrażliwych systemach sterowania. MgO o kontrolowanej zawartości wilgoci lepiej sprawdza się w wysokich temperaturach.

Drut, który stawia opór. Drut odporny na ciepło jest częścią najbardziej wrażliwą na temperaturę. Powyżej 600 stopni standardowy drut NiCr (80/20 nikiel-chrom) szybko się utlenia. Aby móc pracować powyżej tego punktu, potrzebne są specjalne stopy, takie jak NiCrFe, lub niestandardowe gatunki wysokotemperaturowe.-

Zakończenia. Miejsce połączenia przewodów elektrycznych z drutem oporowym jest słabe. W wysokich temperaturach standardowe połączenia lutowane lub zaciskane mogą osłabić się lub pęknąć. Potrzebujesz złączy spawanych lub zakończeń-wysokotemperaturowych, które są przeznaczone specjalnie do tego celu.

Zaleta 28 mm w czasie upałów
W wysokich-temperaturach lepsza jest grzałka kasetowa o średnicy 28 mm, ponieważ ma większą średnicę. Drut oporowy można zwinąć przy niższej gęstości watów przy tej samej całkowitej mocy, ponieważ ma w środku więcej miejsca. Nawet gdy osłona jest podgrzewana, niższa gęstość watów równa się niższej temperaturze wewnątrz drutu.

Grzejnik kasetowy z pojedynczą głowicą 28 mm o temperaturze płaszcza 600 stopni i gęstości watowej 5 W/cm² może mieć wewnętrzną temperaturę drutu 750 stopni. Grzałka 12 mm o tej samej mocy może podnieść temperaturę wewnętrznych drutów do ponad 900 stopni, co jest wartością zbyt wysoką, aby poradził sobie z nią jakikolwiek odporny stop.

Ta rozbieżność powoduje, że większe grzejniki często działają w wysokich-temperaturach, a mniejsze nie.

Wybór materiałów osłonowych na wysokie temperatury
Wybór odpowiedniego materiału osłony jest bardzo ważny w przypadku grzejnika kasetowego pracującego w temperaturze 500 stopni.

Incoloy 800 można stosować w sposób ciągły w temperaturach do 760 stopni. Dobra wytrzymałość mechaniczna i odporność na utlenianie. Najbardziej typowy wybór do zastosowań przemysłowych, które wymagają pracy w wysokich temperaturach.

Incoloy 840 jest podobny do 800, z tą różnicą, że zawiera więcej chromu, co sprawia, że ​​jest lepiej odporny na utlenianie. Działa dobrze do 800 stopni.

Stopy niklu-chromu, takie jak 80/20, nazywane są nichromem (NiCr). Można je stosować jako materiały osłonowe w bardzo wysokich temperaturach (do 1000 stopni), ale są droższe i nie są odporne na korozję tak dobrze, jak Incoloy.

Stal nierdzewna 310 to gatunek austenityczny, który zawiera więcej chromu i niklu niż 304/316. Dobry przez krótki czas w temperaturach do 1000 stopni, ale utlenia się szybciej niż Incoloy przy ciągłym użytkowaniu w wysokich temperaturach.

Podczas pracy z korozyjnymi gazami lub chemikaliami w wysokich temperaturach może być konieczne zastosowanie tytanu lub specjalnych powłok. Rozwiązania te są jednak znacznie droższe.

O czym należy pamiętać podczas instalacji w warunkach wysokiej temperatury
Rozszerzalność cieplna jest bardziej zauważalna w wyższych temperaturach. Po podgrzaniu do 600 stopni grzejnik kasetowy 28 mm, który ma już temperaturę pokojową, może rozszerzyć się o około 0,1% swojej długości (około 0,2 mm w przypadku grzejnika 200 mm). Jeżeli otwór montażowy rozszerza się bardziej niż grzejnik, może to spowodować utknięcie grzejnika w wąskim otworze lub, z drugiej strony, utworzenie szczeliny.

W przypadku zastosowań wysoko-temperaturowych najlepszy jest luz średnicowy w górnej części sugerowanego zakresu (0,04–0,05 mm), ponieważ umożliwia on różnicową rozszerzalność. Otwór montażowy powinien być prosty i gładki, aby grzejnik mógł się rozszerzać bez zginania.

Trzeba także pomyśleć o temperaturach w pobliżu wyjścia ołowianego. Nawet jeśli koniec przewodu nie jest podgrzewany, ciepło może nadal przemieszczać się wzdłuż osłony do końców. Jeśli temperatura na wyjściu przewodu przekroczy 200 stopni, normalne przewody prowadzące i uszczelki ulegną uszkodzeniu. Możesz potrzebować długich, nieogrzewanych odcinków, bloków chłodzących lub-materiałów ołowiowych o wysokiej temperaturze, takich jak włókno ceramiczne lub kable w-metalowej osłonie.

Najczęstsze przyczyny nieprawidłowego działania w wysokiej temperaturze
Kiedy grzejnik kasetowy przestaje działać przy-wysokiej temperaturze, dzieje się tak zwykle z jednej z następujących przyczyn:

Utlenianie osłony: Łuszczenie powoduje, że ścianka osłony staje się cieńsza, co ostatecznie prowadzi do pęknięcia, które pozwala światu zewnętrznemu zobaczyć części wewnętrzne.

Spadek rezystancji izolacji: MgO staje się wystarczająco przewodzący w wysokich temperaturach, aby włączyć zabezpieczenie ziemnozwarciowe, nawet gdy grzejnik nadal pracuje.

Utlenianie drutu oporowego: drut powoli traci swój-przekrój poprzeczny, co zwiększa opór i generuje gorące punkty, które przyspieszają awarię.

Awaria plomby ołowianej: Uszczelka pomiędzy osłoną a przewodami doprowadzającymi ulega uszkodzeniu, wpuszczając wilgoć lub brud do grzejnika, gdy ten ostygnie.

Przydatne wskazówki dotyczące sukcesu w wysokich temperaturach
Wybierając grzejnik kasetowy do stosowania-w wysokich temperaturach, należy o tym pamiętać. Rozmiar 28 mm jest często najlepszy, ponieważ jest największy, jaki można zastosować. Wybierz materiały osłony i drutu, które wytrzymują wymaganą temperaturę, plus margines bezpieczeństwa w przypadku długotrwałego użytkowania. W przypadku długotrwałego-użytkowania w wysokich temperaturach należy utrzymywać gęstość mocy na jak najniższym poziomie, najlepiej poniżej 5 W/cm². Upewnij się, że na końcu przewodu jest wystarczająca długość nieogrzewanego przewodu, aby zabezpieczyć końcówki. Jeśli zajdzie taka potrzeba, pomyśl o zastosowaniu aktywnego chłodzenia (powietrzem lub wodą) dla wyjść przewodów.

Ostatnie myśli
W przypadku stosowania w wysokich temperaturach każda część grzejnika kasetowego z pojedynczą głowicą jest wykorzystywana do granic możliwości. Aby odnieść sukces, musisz uważnie wybierać materiały, utrzymywać niską gęstość watów i zwracać uwagę na rozszerzalność cieplną i temperatury wyjściowe ołowiu. Grzejnik kasetowy o dużej średnicy i dużej średnicy 28 mm jest preferowany w tych trudnych warunkach, ponieważ ma większą powierzchnię i większą objętość wewnętrzną niż mniejsze rozmiary.

Różne procesy termiczne wymagają różnej ilości ciepła. Grzejnik kasetowy, który działa w-odlewaniu ciśnieniowym w temperaturze 550 stopni, może nie działać równie dobrze w procesie{{3}formowania szkła w temperaturze 700 stopni. Aby nagrzewnica działała niezawodnie, musi być ustawiona na temperaturę odpowiednią do wykonywanej pracy.