Rola izolacji z tlenku magnezu w działaniu grzejnika kasetowego

Wewnątrz każdego grzejnika kasetowego znajduje się biały proszek, ukryty w metalowej osłonie. To właśnie ten proszek sprawia, że ​​całość działa. Proszek ten to tlenek magnezu, znany również jako MgO. Robi jednocześnie dwie bardzo ważne rzeczy: zapobiega stykaniu się drutu oporowego z osłoną i przenosi ciepło z drutu do osłony. Grzejnik kasetowy albo natychmiast uległby zwarciu, albo nie przekazywałby dobrze ciepła bez MgO. Znajomość działania tego materiału pomaga wyjaśnić wiele rozbieżności w działaniu tanich i drogich grzejników.

Ta praca jest wykonywana przy użyciu tlenku magnezu, ponieważ ma on unikalny zestaw właściwości. Ma wysoką wytrzymałość dielektryczną, co oznacza, że ​​może wytrzymać dużo energii elektrycznej bez awarii. Ma również dość wysoką przewodność cieplną jak na materiał ceramiczny, co oznacza, że ​​ciepło może łatwo przemieszczać się z drutu wewnętrznego do osłony. MgO pozostaje stabilny również w bardzo wysokich temperaturach, które są znacznie wyższe niż te, które może wytrzymać większość grzejników przemysłowych. Te cechy sprawiają, że jest to punkt odniesienia w branży izolacji grzejników kasetowych.


Jednak MgO nie jest materiałem idealnym i sposób jego wykonania ma duży wpływ na jego działanie. Pod dużym ciśnieniem surowy proszek MgO jest ciasno upakowany wokół drutu oporowego. Są dwa powody tego zagęszczenia. Pozbywa się kieszeni powietrznych, które pełniłyby funkcję izolatorów termicznych i tworzyły gorące miejsca. Wyrównuje również kryształy MgO w sposób, który sprawia, że ​​lepiej przewodzą ciepło. Jeśli grzejnik nie będzie wystarczająco ciasno upakowany, pozostaną puste przestrzenie lub obszary o-gęstości, w których ciepło również nie będzie się przemieszczać. Miejsca te stają się gorącymi punktami, a gorące punkty powodują, że wszystko zbyt szybko się psuje.

W długich grzejnikach kasetowych proces zagęszczania jest dość ważny. Grzejnik 1200 mm wymaga bardzo równomiernego upakowania MgO od jednego końca do drugiego. Jakakolwiek zmiana gęstości powoduje, że drut oporowy nie może prawidłowo pozbyć się ciepła. To miejsce będzie gorętsze niż reszta drutu, co przyspieszy proces utleniania i ostatecznie spowoduje pęknięcie drutu. Aby uzyskać jednakową gęstość na całej długości,-producenci wysokiej jakości stosują pakowanie wibracyjne lub wysokociśnieniowe-prasy hydrauliczne. Tańsze grzejniki mogą wykorzystywać prostsze sposoby, które powodują zmiany gęstości.

MgO jest również słaby, ponieważ lubi wchłaniać wilgoć. Proszek jest higroskopijny, co oznacza, że ​​z łatwością pobiera wodę z powietrza. Jeśli trzymasz grzejnik w wilgotnym miejscu, MgO może wchłonąć wodę. Wytrzymałość dielektryczna izolacji znacznie spada, gdy do środka dostanie się woda. Grzejnik, który w stanie suchym wytrzymuje napięcie 1000 woltów, w ogóle nie będzie działał, gdy będzie mokry. Dlatego też nowe grzejniki należy przechowywać w suchym miejscu i należy je kondycjonować przed użyciem.

Kondycjonowanie, często nazywane „wygrzewaniem”, polega na obniżeniu na pewien czas napięcia na grzejniku. Łagodne ciepło usuwa wilgoć z MgO bez włączania grzejnika na pełną wydajność. Powszechnym sposobem kondycjonowania jest użycie 20% do 30% napięcia znamionowego przez 30 do 60 minut. Po odparowaniu wody oporność izolacji powraca do normalnego, wysokiego poziomu. Niewykonanie tego kroku jest częstą przyczyną przedwczesnych awarii, szczególnie w przypadku grzejników przechowywanych miesiącami lub w miejscach o dużej wilgotności.

Stopień samego MgO również może się zmienić. Wysokiej-wartości MgO wytwarza się ze specjalnymi dodatkami, które ułatwiają płynięcie po zagęszczeniu i zmniejszają prawdopodobieństwo wchłaniania wilgoci. gatunki upośledzające mogą zawierać cząstki o różnych rozmiarach lub zanieczyszczenia, które mogą powodować nierówne upakowanie i pogarszać właściwości termiczne. Dobrzy producenci podpowiedzą, jakiego gatunku MgO używają i przekażą informacje o jego właściwościach. W tym przypadku różnica w cenie grzejników jest bezpośrednio związana z ich niezawodnością i trwałością.

Niektóre grzejniki kasetowe wykorzystują modyfikowane związki MgO o lepszej przewodności cieplnej lub wytrzymałości mechanicznej do zastosowań wymagających bardzo wysokich temperatur lub szybkich cykli termicznych. Te specjalne materiały są droższe, ale mogą sprawić, że grzejniki będą działać znacznie dłużej w trudnych sytuacjach. Z drugiej strony zwykły MgO sprawdza się dobrze w zastosowaniach o niskich temperaturach i małej gęstości mocy.

Kiedy grzałka kasetowa ulegnie uszkodzeniu i przyczyną awarii jest zwarcie do masy, często winny jest MgO. Absorpcja wilgoci, zanieczyszczenia powstałe w procesie produkcyjnym lub pęknięcia spowodowane naprężeniami mechanicznymi mogą spowodować powstanie kanału przewodzącego od drutu oporowego do osłony. Tradycyjnym sposobem sprawdzenia tego problemu jest test meggera, który mierzy rezystancję izolacji. Można naprawić grzejnik o niskiej rezystancji izolacji poprzez kondycjonowanie, ale zwykle nie można naprawić grzejnika uszkodzonego w wyniku przegrzania lub wstrząsu mechanicznego.

Wiedza o działaniu MgO pomaga wyjaśnić, dlaczego niektóre grzejniki wytrzymują lata, podczas gdy inne, wyglądające tak samo, rozkładają się w ciągu kilku miesięcy. Proszek znajdujący się w środku jest tak samo ważny jak osłona i drut. Nagrzewnica może wykonywać swoją pracę dzień po dniu dzięki odpowiedniemu zagęszczeniu, odprowadzaniu wilgoci i klasie materiału. Wybierając grzałkę kasetową do ważnego zadania warto zapytać o warunki przetwarzania i przechowywania MgO. Ten niewielki wysiłek może później zaoszczędzić wielu kłopotów. Nawet najgrubszy płaszcz i najlepszy drut oporowy nie są w stanie zrekompensować izolacji, która uległa uszkodzeniu, zanim grzejnik został włączony.