Az elektromos kemencék fűtőelemeinek károsodásának okai

Élet fűtőelemek számos tényezőtől függ: az üzemi hőmérséklettől, annak időbeli változásának természetétől, a fűtőberendezés kialakításától és méretétől, a kemence légkörének hatásától. Okozhatja a munkaanyag fokozatos oxidációja (illetve porlódása, ha nemesfémekről vagy vákuumban vagy védőatmoszférában működő fűtőtestekről beszélünk), vagy a mechanikai szilárdság elvesztése.

A fűtőtestekhez használt anyagok hevítéskor sűrű oxidfilmeket képeznek, amelyek megvédik az alapanyagot a további oxidációtól, ezért bizonyos (anyagonkénti) hőmérsékletekig rendkívül lassan fejlődik ki az oxidáció, és ezen a hőmérsékleti szinten áthaladva a folyamat felgyorsul. élesen. Az anyagok vákuumban vagy védőatmoszférában történő permetezése is hasonló módon történik.

Az anyag megengedett legnagyobb hőmérséklete az a hőmérséklet, amelyen az anyag oxidációs vagy diszperziós folyamata meredeken növekszik. Ha túllépi ezt a szintet, a fűtőelem élettartama jelentősen csökken.

Amikor a fűtőtest oxidálódik, a rajta lévő oxidfilm (általában nem vezető vagy gyengén vezető) fokozatosan megvastagodik, és a fémmag keresztmetszete csökken. Ezért a fűtőelem ellenállása fokozatosan növekszik, és a benne felszabaduló teljesítmény csökken. Amikor ez a teljesítménycsökkenés jelentőssé válik (kb. 10-15%), a fűtőtestet ki kell cserélni egy újra, élettartama véget ér.

A fűtőelem ellenállásának fokozatos növelése az oxidáció vagy szóródás következtében nem mindig indokolja a cserét; nagyon gyakran a fűtés jóval azelőtt meghibásodik, hogy ellenállása elérné a határértékét. A fűtőberendezésen általában több gyengült terület, kis repedések találhatók a hajlításoknál, oxidfilmek zárványai és hasonlók, ahol helyi ellenállásnövekedés figyelhető meg.

Az ilyen megnövekedett ellenállású területek helyi túlmelegedést okoznak a fűtőberendezésekben és intenzívebb oxidációt a túlmelegedés helyén. Az intenzív oxidáció pedig a fűtőtest keresztmetszetének további csökkenéséhez vezet ezeken a pontokon, hőmérsékletük további emelkedéséhez, a folyamat egyre nagyobb sebességgel folytatódik, és a fűtőelem kiégéséhez vezet ezeket a pontokat.

1 mm-es huzalfűtő élettartama a hőmérsékletétől függően (levegőben)

Hasonló hatás léphet fel, ha a fűtőtest felülete szennyezett vagy nem megfelelően van kialakítva, ha a hőátadás egyes részeire nehézkes (például a fűtőelem tűzálló tartókkal vagy kampókkal árnyékolt részein), ami helyi túlmelegedést eredményez.

Ez a fajta helyi túlmelegedés nem befolyásolja jelentősen a fűtőelem élettartamának csökkenését olyan esetekben, amikor azok abszolút értékei alacsonyak, és a legmelegebb zónák hőmérséklete nem éri el azt az értéket, amelynél intenzív oxidáció (vagy szóródás) jelentkezik. kezdődik az anyag.

Ezért törekedni kell arra, hogy a fűtőberendezés üzemi hőmérséklete és a maximálisan megengedhető fűtési hőmérséklet között legyen bizonyos határérték, amely meghaladja az esetleges helyi túlmelegedés értékét. Ha ez a ráhagyás kicsi, akkor ezeket a helyi túlmelegedéseket minimálisra kell csökkenteni racionális tervezéssel és a fűtőtest nagy keresztmetszeteinek megválasztásával, mivel minél nagyobbak ezek a keresztmetszetek, minél kisebb a helyi szűkületek százaléka, annál kisebb lesz a helyi túlmelegedés. túlmelegedés.

A fűtőberendezés meghibásodásának oka lehet a magas hőmérsékleten tapasztalható elégtelen mechanikai szilárdsága, a kúszásra vagy vetemedésre való hajlam.Például, ha a fűtőberendezést úgy tervezték, hogy üzemi hőmérsékleten a saját súlya hatására deformálódni kezd (meghúzza a kampókon lógó fűtőhurkokat, meghajlítja a fűtőtekercset), akkor a szomszédos fordulatok vagy hurkok bezáródhatnak, ezeket a helyeket, és ennek következtében a fűtőtestet vagy egyszerűen a szakasz lokális elvékonyodását a nyújtás következtében újra lokális túlmelegedés kialakulásával égeti ki.

Végül a fűtőelem károsodhat az üzemi hőmérsékleten a bélésanyagokkal való kémiai kölcsönhatás következtében. elektromos sütőamellyel kapcsolatba kerül vagy annak légkörével.

Az elektromos ellenállású kemence fűtőelemeiben lévő bármely anyag teljesítménye két hőmérséklettel jellemezhető – az ajánlott üzemi hőmérséklettel és a megengedett maximális hőmérséklettel.

Az anyag megengedett maximális hőmérséklete annak a hőmérsékleti határnak felel meg, amelyen túl intenzív oxidációja vagy fröcskölődése kezdődik, és ennek megfelelően az élettartam éles csökkenése. Az ajánlott hőmérséklet a megengedett maximális érték alatt van.

Az ajánlott anyaghőmérséklet által korlátozott területen a fűtőelem élettartama meglehetősen hosszú, fémötvözetek esetében körülbelül 12000-15000 óra. Ezen a területen a korlátozott helyi túlmelegedés nem vészes, mert a fűtőberendezés hőmérséklete még jelentős méretük ellenére sem haladja meg a megengedett legnagyobb értéket. Ezért ilyen hőmérsékleten kis fűtőkeresztmetszetek használhatók.Természetesen lehetőség szerint minden esetben úgy kell kialakítani a fűtőberendezéseket, hogy tervezési hőmérsékletük ne haladja meg az ajánlottat.