Αιτίες βλάβης στα θερμαντικά στοιχεία των ηλεκτρικών κλιβάνων

ΖΩΗ θερμαντικά στοιχεία εξαρτάται από διάφορους παράγοντες: από τη θερμοκρασία λειτουργίας, τη φύση της αλλαγής της με την πάροδο του χρόνου, το σχέδιο και το μέγεθος του θερμαντήρα, την επίδραση της ατμόσφαιρας του κλιβάνου σε αυτόν. Μπορεί να προκληθεί από τη σταδιακή οξείδωση του υλικού εργασίας (ή από την κονιοποίησή του, αν μιλάμε για πολύτιμα μέταλλα ή θερμάστρες που λειτουργούν σε κενό ή σε προστατευτική ατμόσφαιρα) ή απώλεια μηχανικής αντοχής.

Τα υλικά που χρησιμοποιούνται για τους θερμαντήρες, όταν θερμαίνονται, σχηματίζουν πυκνές μεμβράνες οξειδίου που προστατεύουν το βασικό υλικό από περαιτέρω οξείδωση, επομένως, μέχρι ορισμένες (για κάθε υλικό) θερμοκρασίες, η οξείδωση αναπτύσσεται εξαιρετικά αργά και αφού περάσει από αυτό το επίπεδο θερμοκρασίας, η διαδικασία επιταχύνεται απότομα. Ο ψεκασμός υλικών σε κενό ή προστατευτική ατμόσφαιρα προχωρά επίσης με τον ίδιο τρόπο.

Η μέγιστη επιτρεπόμενη θερμοκρασία ενός υλικού θα πρέπει να είναι η θερμοκρασία στην οποία αυξάνεται απότομα η διαδικασία οξείδωσης ή διασποράς του υλικού. Εάν υπερβείτε αυτό το επίπεδο, η διάρκεια ζωής του θερμαντικού στοιχείου μειώνεται σημαντικά.

Όταν ο θερμαντήρας οξειδώνεται, το φιλμ οξειδίου πάνω του (συνήθως μη αγώγιμο ή χαμηλής αγωγιμότητας) σταδιακά πυκνώνει και η διατομή του μεταλλικού πυρήνα μειώνεται. Επομένως, η αντίσταση του θερμαντήρα αυξάνεται σταδιακά και η ισχύς που απελευθερώνεται σε αυτό μειώνεται. Όταν αυτή η μείωση της ισχύος γίνει σημαντική (περίπου 10-15%), ο θερμαντήρας πρέπει να αντικατασταθεί με νέο, η διάρκεια ζωής του τελειώνει.

Η σταδιακή διαδικασία αύξησης της αντίστασης του θερμαντήρα ως αποτέλεσμα της οξείδωσης ή της διασποράς του δεν είναι πάντα ο λόγος για την αντικατάστασή του. πολύ συχνά ο θερμαντήρας αποτυγχάνει πολύ πριν η αντίστασή του φτάσει στην οριακή του τιμή. Ο θερμαντήρας έχει συνήθως αρκετές εξασθενημένες περιοχές, μικρές ρωγμές στις στροφές, εγκλείσματα μεμβρανών οξειδίου και παρόμοια, όπου παρατηρείται τοπική αύξηση της αντίστασης.

Τέτοιες περιοχές αυξημένης αντίστασης θα προκαλέσουν τοπική υπερθέρμανση στις θερμάστρες και εντονότερη οξείδωση στα σημεία αυτής της υπερθέρμανσης. Η έντονη οξείδωση, με τη σειρά της, θα οδηγήσει σε περαιτέρω μείωση της διατομής του θερμαντήρα σε αυτά τα σημεία, σε περαιτέρω αύξηση της θερμοκρασίας τους, η διαδικασία θα συνεχιστεί με αυξανόμενο ρυθμό και θα οδηγήσει σε καύση του θερμαντήρα σε ένα από αυτά τα σημεία.

Διάρκεια ζωής ενός καλοριφέρ 1 mm ανάλογα με τη θερμοκρασία του (στον αέρα)

Παρόμοιο αποτέλεσμα μπορεί να συμβεί εάν η επιφάνεια του θερμαντήρα είναι βρώμικη ή έχει σχεδιαστεί λανθασμένα, εάν η μεταφορά θερμότητας σε ορισμένα από τα μέρη του είναι δύσκολη (για παράδειγμα, στα μέρη του θερμαντήρα που θωρακίζονται με πυρίμαχα στηρίγματα ή άγκιστρα), με αποτέλεσμα τοπική υπερθέρμανση .

Αυτός ο τύπος τοπικής υπερθέρμανσης δεν θα επηρεάσει σημαντικά τη μείωση της διάρκειας ζωής του θερμαντήρα σε περιπτώσεις όπου οι απόλυτες τιμές τους είναι χαμηλές και οι θερμοκρασίες των πιο καυτών ζωνών δεν θα φτάσουν τις τιμές στις οποίες υπάρχει έντονη οξείδωση (ή διασπορά) του υλικού ξεκινά.

Επομένως, είναι απαραίτητο να προσπαθήσουμε να διασφαλίσουμε ότι υπάρχει ένα ορισμένο όριο μεταξύ της θερμοκρασίας λειτουργίας του θερμαντήρα και της μέγιστης επιτρεπόμενης θερμοκρασίας θέρμανσης, το οποίο υπερβαίνει την τιμή της πιθανής τοπικής υπερθέρμανσης. Εάν αυτό το περιθώριο είναι μικρό, τότε αυτές οι τοπικές υπερθερμάνσεις πρέπει να ελαχιστοποιηθούν με τον ορθολογικό σχεδιασμό και την επιλογή μεγάλων διατομών του θερμαντήρα, αφού όσο μεγαλύτερες αυτές οι διατομές, όσο μικρότερο είναι το ποσοστό των τοπικών στενώσεων, τόσο λιγότερες τοπικές υπερθέρμανση.

Ο λόγος για την αστοχία του θερμαντήρα μπορεί επίσης να είναι η ανεπαρκής μηχανική του αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες, η τάση του να έρπει ή να παραμορφώνεται.Για παράδειγμα, εάν ο θερμαντήρας έχει σχεδιαστεί με τέτοιο τρόπο ώστε σε θερμοκρασία λειτουργίας αρχίζει να παραμορφώνεται υπό το βάρος του (τράβηγμα των βρόχων του θερμαντήρα που κρέμονται στα άγκιστρα, στραβώνοντας τα πηνία του θερμαντήρα), τότε οι παρακείμενες στροφές ή βρόχοι μπορούν να κλείσουν, τόξα μέσα αυτές οι θέσεις και, ως αποτέλεσμα, καύση του θερμαντήρα ή απλώς τοπική αραίωση του τμήματος ως αποτέλεσμα τάνυσης με το σχηματισμό τοπικής υπερθέρμανσης ξανά.

Τέλος, ο θερμαντήρας μπορεί να καταστραφεί από χημική αλληλεπίδραση σε θερμοκρασία λειτουργίας με τα υλικά επένδυσης. ηλεκτρικός φούρνοςμε την οποία έρχεται σε επαφή ή με την ατμόσφαιρά της.

Η απόδοση οποιουδήποτε υλικού στα θερμαντικά στοιχεία ενός κλιβάνου ηλεκτρικής αντίστασης μπορεί να χαρακτηριστεί από δύο θερμοκρασίες—τη συνιστώμενη θερμοκρασία λειτουργίας και τη μέγιστη επιτρεπόμενη θερμοκρασία.

Η μέγιστη επιτρεπόμενη θερμοκρασία του υλικού αντιστοιχεί στο όριο θερμοκρασίας πέρα ​​από το οποίο αρχίζει η έντονη οξείδωση ή το πιτσίλισμα του και, κατά συνέπεια, σε απότομη μείωση της διάρκειας ζωής. Η συνιστώμενη θερμοκρασία είναι κάτω από τη μέγιστη επιτρεπόμενη.

Στην περιοχή που περιορίζεται από τη συνιστώμενη θερμοκρασία υλικού, η διάρκεια ζωής του θερμαντήρα είναι αρκετά μεγάλη, για κράματα μετάλλων περίπου 12000-15000 ώρες. Σε αυτόν τον τομέα, η περιορισμένη τοπική υπερθέρμανση δεν είναι τρομερή, γιατί ακόμη και με τα σημαντικά μεγέθη τους, η θερμοκρασία του θερμαντήρα δεν θα υπερβαίνει τη μέγιστη επιτρεπόμενη τιμή. Ως εκ τούτου, μπορούν να χρησιμοποιηθούν μικρές διατομές θερμαντήρα σε τέτοιες θερμοκρασίες.Φυσικά, σε όλες τις περιπτώσεις όπου είναι δυνατόν, οι θερμαντήρες θα πρέπει να σχεδιάζονται με τέτοιο τρόπο ώστε η θερμοκρασία σχεδιασμού τους να μην υπερβαίνει τη συνιστώμενη.