بسیاری از برنامههای صنعتی به بخاریهای کارتریجی نیاز دارند که در دماهای بالا برای مدتهای طولانی کار کنند، و اپراتورها اغلب با مشکلاتی در مورد بخاریها مواجه میشوند که پس از استفاده طولانیمدت از{0}در دمای بالا، تخریب یا خراب میشوند. به همین دلیل است که مقاومت حرارتی یک الزام عملکرد کلیدی برای بخاریهای کارتریجی است-استانداردهای صنعتی مشخص میکنند که بخاریها باید 1000 چرخه آزمایش مقاومت حرارتی را تحت شرایط مشخص بدون آسیب تحمل کنند. درک مقاومت حرارتی، فرآیند آزمایش، و چگونگی تضمین عملکرد طولانی مدت در دمای بالا برای انتخاب گرمکن کارتریج مناسب برای کاربردهای{{7}در دمای بالا ضروری است.
مقاومت حرارتی به توانایی بخاری کارتریج برای کار در دمای بالای نامی خود برای چرخه های مکرر بدون آسیب رساندن به اجزای آن اشاره دارد. آزمایش مقاومت حرارتی به هیتر نیاز دارد که در ولتاژ آزمایشی نامی خود (که دمای کاری نامی را تولید می کند) به مدت 1 ساعت کار کند و پس از آن یک -ساعت خنک-دوره خاموشی (با توان 0٪ کار می کند). این چرخه 1000 بار تکرار میشود و پس از آزمایش، بخاری نباید نشانهای از آسیب- مانند شکسته شدن سیمهای گرمایش، خرابی عایق، خوردگی غلاف، یا کاهش تولید گرما نشان دهد. این نیاز تضمین میکند که بخاری میتواند{10}}تنش حرارتی طولانیمدت عملکرد{11}در دمای بالا را که در کاربردهایی مانند ریختهگری، کورههای با دمای بالا، و پردازش شیمیایی رایج است، تحمل کند.
طبق تجربه، یک بخاری کارتریجی با مقاومت حرارتی ضعیف به سرعت در کاربردهای{0}در دمای بالا تخریب میشود و منجر به خرابی زودرس میشود. قرار گرفتن طولانی مدت در معرض دماهای بالا می تواند باعث اکسید شدن سیم گرمایش، شکسته شدن عایق MgO و خوردگی یا تغییر شکل غلاف شود. به عنوان مثال، یک بخاری کارتریج مورد استفاده در یک برنامه ریخته گری دایکاست که در دمای 800 درجه کار می کند و در تست مقاومت حرارتی رد می شود، ممکن است پس از چند صد چرخه شروع به تخریب کند و منجر به کاهش خروجی گرما و در نهایت اتصال کوتاه شود. این می تواند تولید را مختل کند و هزینه های نگهداری را افزایش دهد.
آزمایش مقاومت حرارتی در یک محیط دمای بالا کنترلشده برای شبیهسازی شرایط عملکرد واقعی-جهان انجام میشود. بخاری در یک دستگاه آزمایشی نصب میشود که به آن اجازه میدهد به دمای کارکرد نامی خود برسد و چرخه خاموش{{3} (1 ساعت روشن، 1 ساعت خاموش) 1000 بار تکرار میشود. در طول آزمایش، دمای بخاری کنترل می شود تا اطمینان حاصل شود که در سطح نامی باقی می ماند و هرگونه تغییر در عملکرد (مانند مصرف برق یا خروجی گرما) ثبت می شود. پس از آزمایش، بخاری جدا شده و از نظر آسیب به سیم گرمایش، عایق و غلاف بررسی می شود.
عوامل متعددی بر مقاومت حرارتی بخاری کارتریجی تأثیر میگذارند و درک این عوامل برای انتخاب بخاری مناسب برای کاربردهای{0}در دمای بالا کلیدی است. مواد سیم گرمایش یکی از مهمترین سیمهای گرمایش FeCrAl است که بهطور خاص برای کاربردهای دمای بالا طراحی شدهاند، زیرا میتوانند تا دمای 1400 درجه را تحمل کنند و نسبت به سیمهای نیکروم (که میتوانند تا 1200 درجه را تحمل کنند) در برابر اکسیداسیون مقاومتر هستند. برای کاربردهایی که در دمای بالای 1200 درجه کار می کنند، سیم های FeCrAl برای اطمینان از مقاومت در برابر حرارت ضروری هستند.
مواد عایق نیز نقش مهمی ایفا می کند. عایق MgO رایج ترین انتخاب برای بخاری های کارتریجی است، زیرا می تواند تا دمای 2000 درجه را تحمل کند و انتقال حرارت عالی را ارائه می دهد. با این حال، چگالی عایق MgO مهم است-MgO متراکم (چگالی بالاتر از 3.3g/cm³) نسبت به عایق با چگالی کم{5}}در برابر تخریب حرارتی مقاومتر است. در کاربردهای دمای بسیار بالا، ممکن است از عایق سرامیکی استفاده شود، زیرا مقاومت حرارتی آن حتی از MgO بالاتر است.
مواد غلاف یکی دیگر از عوامل کلیدی است. غلاف های رنگی برای کاربردهای دمای بالا ایده آل هستند، زیرا می توانند تا دمای 1200 درجه را تحمل کنند و در برابر اکسیداسیون و خوردگی بسیار مقاوم هستند. روکشهای فولادی ضد زنگ (درجه 304 یا 316) میتوانند تا دمای 800 درجه را تحمل کنند، که آنها را برای کاربردهای با دمای متوسط{7}}مناسب میسازد. غلافهای مسی برای کاربردهای دمای بالا توصیه نمیشوند، زیرا نقطه ذوب پایینتری دارند و بیشتر مستعد تغییر شکل هستند.
عامل دیگر چگالی وات بخاری است. بخاریهایی با چگالی وات پایینتر در برابر تخریب دمای{1} بالا مقاومتر هستند، زیرا گرمای کمتری در واحد سطح تولید میکنند و زمان بیشتری برای دفع گرما دارند. بخاریهایی با چگالی وات بالاتر بیشتر مستعد گرم شدن بیش از حد در برنامههای{3}}در دمای بالا هستند، حتی اگر شرایط تست مقاومت حرارتی را برآورده کنند. این بدان معناست که برنامههای کاربردی در دمای بالا باید از گرمکنهایی با چگالی وات کمتر برای اطمینان از عملکرد طولانی مدت استفاده کنند.
برای اپراتورهای صنعتی که به دنبال انتخاب بخاری های کارتریجی برای کاربردهای{0}در دمای بالا هستند، چندین نکته عملی وجود دارد که باید دنبال شوند. ابتدا بخاری هایی با سیم های گرمایش FeCrAl برای کاربردهای بالای 1200 درجه و سیم های نیکروم برای کاربردهای بین 800 درجه تا 1200 درجه انتخاب کنید. دوم، غلاف های رنگی یا فولادی ضد زنگ را بر اساس دمای کار انتخاب کنید. سوم، بخاری هایی با عایق متراکم MgO را برای اطمینان از پایداری حرارتی انتخاب کنید. چهارم، چگالی واتی را انتخاب کنید که برای ظرفیت اتلاف گرمای برنامه مناسب باشد تا از گرمای بیش از حد جلوگیری شود.
به طور خلاصه، مقاومت حرارتی یک الزام عملکرد حیاتی برای بخاریهای کارتریجی است که در برنامههای کاربردی با دمای بالا استفاده میشوند، و آزمایش چرخه 1000 تضمین میکند که بخاری میتواند استرس حرارتی طولانیمدت را تحمل کند. اپراتورهای صنعتی با درک عواملی که بر مقاومت حرارتی تأثیر میگذارند و انتخاب بخاری مناسب برای کاربرد، میتوانند از خرابی زودرس جلوگیری کرده و عملکرد ثابت را تضمین کنند. برای کاربردهای شدید در دمای بالا، بخاریهای کارتریجی سفارشی با مواد و طرحهای تخصصی میتوانند مقاومت حرارتی مورد نیاز برای برآورده کردن نیازهای عملیاتی را فراهم کنند.
