Elektrikli fırınların ısıtma elemanlarında hasar nedenleri
Hayat ısıtma elemanları bir dizi faktöre bağlıdır: çalışma sıcaklığına, zaman içindeki değişiminin doğasına, ısıtıcının tasarımına ve boyutuna, fırın atmosferinin bunun üzerindeki etkisine. Çalışan malzemenin kademeli olarak oksidasyonundan (veya vakumda veya koruyucu bir atmosferde çalışan değerli metallerden veya ısıtıcılardan bahsediyorsak, toz haline getirilmesinden) veya mekanik güç kaybından kaynaklanabilir.
Isıtıcılar için kullanılan malzemeler ısıtıldığında, ana malzemeyi daha fazla oksidasyondan koruyan yoğun oksit filmleri oluşturur, bu nedenle belirli (her malzeme için) sıcaklıklara kadar oksidasyon son derece yavaş gelişir ve bu sıcaklık seviyesini geçtikten sonra süreç hızlanır. keskin bir şekilde. Malzemelerin vakumlu veya koruyucu atmosferde püskürtülmesi de aynı şekilde gerçekleşir.
Bir malzemenin izin verilen maksimum sıcaklığı, malzemenin oksidasyon veya dispersiyon işleminin keskin bir şekilde arttığı sıcaklık olmalıdır. Bu seviyeyi aşarsanız, ısıtma elemanının ömrü önemli ölçüde azalır.
Isıtıcı oksitlendiğinde üzerindeki oksit film (genellikle iletken olmayan veya düşük iletkenlik) giderek kalınlaşır ve metal çekirdeğin kesiti azalır. Bu nedenle ısıtıcının direnci giderek artar ve içinde açığa çıkan güç azalır. Güçteki bu azalma önemli hale geldiğinde (yaklaşık% 10-15), ısıtıcı yenisiyle değiştirilmelidir, kullanım ömrü sona erer.
Isıtıcının oksidasyonu veya saçılması sonucu direncini kademeli olarak artırma süreci, her zaman değiştirilmesinin nedeni değildir; çoğu zaman ısıtıcı, direnci sınır değerine ulaşmadan çok önce arızalanır. Isıtıcı genellikle birkaç zayıflamış alana, kıvrımlarda küçük çatlaklara, oksit film kalıntılarına ve dirençte yerel bir artışın gözlemlendiği benzerlerine sahiptir.
Direnci artan bu alanlar ısıtıcılarda lokal aşırı ısınmaya ve bu aşırı ısınmanın olduğu yerlerde daha yoğun oksidasyona neden olacaktır. Yoğun oksidasyon ise bu noktalarda ısıtıcının kesitinin daha da azalmasına, sıcaklıklarının daha da artmasına yol açacak, işlem artan bir hızla devam edecek ve ısıtıcının bir noktada yanmasına neden olacaktır. bu noktalar
1 mm telli ısıtıcının kullanım ömrü, sıcaklığına bağlı olarak (havada)
Benzer bir etki, ısıtıcının yüzeyi kirliyse veya yanlış tasarlanmışsa, bazı parçalarına ısı transferi zorsa (örneğin, ısıtıcının refrakter desteklerle veya kancalarla korunan kısımlarında) bölgesel aşırı ısınmaya neden olur.
Bu tür yerel aşırı ısınma, mutlak değerlerinin düşük olduğu ve en sıcak bölgelerin sıcaklıklarının yoğun oksidasyon (veya saçılma) olduğu değerlere ulaşmayacağı durumlarda ısıtıcının hizmet ömrünün azalmasını önemli ölçüde etkilemeyecektir. malzeme başlar.
Bu nedenle, ısıtıcının çalışma sıcaklığı ile izin verilen maksimum ısıtma sıcaklığı arasında olası yerel aşırı ısınma değerini aşan belirli bir sınır olmasını sağlamak için çaba sarf etmek gerekir. Bu marj küçükse, bu yerel aşırı ısınmalar, rasyonel tasarım ve ısıtıcının büyük kesitlerinin seçimi ile en aza indirilmelidir, çünkü bu kesitler ne kadar büyükse, yerel daralmaların yüzdesi o kadar küçük olur, yerel daralma o kadar az olur. aşırı ısınma
Isıtıcının arızalanmasının nedeni, yüksek sıcaklıklarda yetersiz mekanik mukavemeti, sürünme veya eğilme eğilimi de olabilir.Örneğin, ısıtıcı, çalışma sıcaklığında kendi ağırlığı altında deforme olmaya başlayacak şekilde tasarlanmışsa (kancalarda asılı olan ısıtıcı halkalarını çekerek, ısıtıcı serpantinlerini bükerek), o zaman bitişik dönüşler veya halkalar kapanabilir , yaylar içinde bu yerler ve sonuç olarak, ısıtıcıyı yakar ya da tekrar yerel aşırı ısınmanın oluşmasıyla gerilmenin bir sonucu olarak bölümün yerel olarak incelmesi.
Son olarak ısıtıcı, astar malzemeleri ile çalışma sıcaklığında kimyasal etkileşimden zarar görebilir. elektrikli fırıntemas ettiği veya atmosferi ile.
Bir elektrikli dirençli fırının ısıtma elemanlarındaki herhangi bir malzemenin performansı, iki sıcaklıkla karakterize edilebilir: önerilen çalışma sıcaklığı ve izin verilen maksimum sıcaklık.
Malzemenin izin verilen maksimum sıcaklığı, ötesinde yoğun oksidasyon veya sıçramanın başladığı sıcaklık sınırına ve buna bağlı olarak hizmet ömründe keskin bir azalmaya karşılık gelir. Önerilen sıcaklık, izin verilen maksimum değerin altındadır.
Önerilen malzeme sıcaklığı ile sınırlanan alanda, ısıtıcının kullanım ömrü oldukça uzundur, metal alaşımları için yaklaşık 12000-15000 saattir. Bu alanda, sınırlı yerel aşırı ısınma korkunç değildir, çünkü önemli boyutlarında bile, ısıtıcının sıcaklığı izin verilen maksimum değeri aşmayacaktır. Bu nedenle, bu tür sıcaklıklarda küçük ısıtıcı kesitleri kullanılabilir.Doğal olarak, mümkün olan her durumda ısıtıcılar, tasarım sıcaklıkları tavsiye edilen sıcaklığı aşmayacak şekilde tasarlanmalıdır.