اکسیداسیون بخاری ها را از داخل تخریب می کند. سیم مقاومت در یک بخاری کارتریج 28 میلی متری در دمای 700-900 درجه در کاربردهای معمولی-عملکرد-در دماهایی که فلزات به سرعت با اکسیژن اتمسفر واکنش نشان می دهند، کار می کند. رسوب اکسید تشکیل می شود، فلز پایه را مصرف می کند، مقاومت الکتریکی را افزایش می دهد و در نهایت باعث خرابی مدار باز می شود. درک و کنترل این شیمی بخاری هایی را که ماه ها دوام می آورند از بخاری هایی که سال ها زنده می مانند، متمایز می کند.
فرآیند اکسیداسیون از سینتیک سهموی در دماهای معتدل پیروی می کند-ضخامت اکسید با افزایش جذر زمان. اما با نزدیک شدن دما به محدودیت های مواد، سینتیک به طور تصاعدی شتاب می گیرد. افزایش 50 درجه ای نزدیک به دمای بحرانی می تواند سرعت اکسیداسیون را دو برابر کند. این حساسیت غیرخطی{5}}کنترل دما را به استراتژی مدیریت اکسیداسیون اولیه تبدیل میکند.
ترکیب آلیاژ اساساً مقاومت در برابر اکسیداسیون را تعیین می کند. محتوای کروم بالای 12٪ در فولادهای ضد زنگ، مقیاس محافظ Cr2O3 را تشکیل می دهد که اکسیداسیون بیشتر را کند می کند. کروم بالاتر و افزودن آلومینیوم یا سیلیکون که اکسیدهای پایدارتری را تشکیل می دهند، محافظت را بهبود می بخشد. آلیاژهای پایه نیکل مانند Inconel مقاومت اکسیداسیون را از مقیاس های Cr2O3 و NiO با چسبندگی و خود ترمیمی بهتر نسبت به جایگزین های پایه آهن می گیرند.
افزودن عناصر خاکی کمیاب-ایتریوم، سریم، لانتانیم-به طور چشمگیری چسبندگی مقیاس را بهبود می بخشد. این "عناصر واکنشی" به مقیاس{3}}رابط فلزی جدا می شوند و از پوسته پوسته شدن در طول چرخه حرارتی جلوگیری می کنند. برای بخاریهای 28 میلیمتری در کاربردهایی با تغییرات دمایی مکرر، این چسبندگی بهبود یافته میتواند در مقایسه با آلیاژهای مشابه بدون افزودن عناصر راکتیو، عمر را 2 تا 3 برابر افزایش دهد.
بر اساس{0}}تحقیقات خوردگی در دمای بالا، گذار از اکسیداسیون محافظ به -اکسیداسیون غیر محافظ-اکسیداسیون شکسته- زمانی رخ میدهد که تنش رشد رسوب از قدرت چسبندگی بیشتر شود یا زمانی که فلز زیرین نتواند کروم کافی برای حفظ ترکیب محافظ را تامین کند. برای بخاری های 28 میلی متری، این انتقال پایان عمر مفید را نشان می دهد. نظارت بر رویکرد آن جایگزینی پیشبینیکننده را ممکن میسازد.
ترکیب اتمسفر بر اکسیداسیون فراتر از محتوای اکسیژن ساده تأثیر می گذارد. بخار آب تبخیر در مقیاس کروم را به عنوان فرار CrO2(OH)2 تسریع میکند و به طور قابل توجهی نرخ اکسیداسیون را در محیطهای حاوی بخار{1}} افزایش میدهد. دی اکسید کربن و ترکیبات گوگرد، شیمی مقیاس و نرخ رشد را تغییر می دهند. اتمسفرهای خلاء یا بی اثر اکسیداسیون را از بین می برند اما ممکن است مکانیسم های تخریب دیگری مانند تبخیر یا آلودگی را فعال کنند.
اکسیداسیون داخلی نگرانی های خاصی را برای سیم مقاومت بخاری 28 میلی متری ایجاد می کند. اکسیژنی که در امتداد مرزهای دانهها نفوذ میکند با عناصر واکنشدهنده در آلیاژ واکنش میدهد و ذرات اکسید داخلی را تشکیل میدهد که مواد را شکننده و ضعیف میکند. قطر سیم ریز در کویل های بخاری به ویژه آسیب پذیر است. طراحی آلیاژی مقاومت اکسیداسیون را در برابر حساسیت به حمله داخلی متعادل می کند.
پوشش های محافظ موانع اضافی ایجاد می کنند. پوششهای آلومینید یا سیلیسید که در اثر سماناسیون بسته یا رسوب بخار شیمیایی ایجاد میشوند، لایههای خارجی با مقاومت اکسیداسیون برتر را ایجاد میکنند. این لایه های قربانی عمر فلز پایه را افزایش می دهند اما در نهایت خود را مصرف می کنند. ضخامت پوشش و استراتژی کاربرد مجدد باید با طول عمر مورد انتظار مطابقت داشته باشد.
آماده سازی سطح بر رفتار اکسیداسیون اولیه تأثیر می گذارد. آلودگی ناشی از روانکارهای ماشینکاری، اثر انگشت یا قرار گرفتن در معرض اتمسفر می تواند باعث شروع اکسیداسیون نامنظم شود. مونتاژ تمیز و گرمایش اولیه کنترلشده-شاید در فضای محافظ{3}} مقیاس محافظ یکنواختی را ایجاد میکند که از طریق سرویس ادامه مییابد.
نظارت بر دمای عملیاتی با ترموکوپلهای داخلی- مدیریت اکسیداسیون را ممکن میسازد. ردیابی حداکثر دما و زمان تجمعی در دما از تخمین عمر باقیمانده پشتیبانی می کند. عملیات گاه به گاه بالاتر از محدودیت های طراحی-بیش از حد راه اندازی، اختلال در فرآیند، عملکرد نادرست کنترل-ممکن است عمر نامتناسبی را مصرف کند. ثبت داده ها این رویدادها را برای تجزیه و تحلیل ثبت می کند.
شیمی کنترل اکسیداسیون نشان دهنده بخش قابل توجهی از هزینه توسعه آلیاژ پیشرفته برای بخاری های 28 میلی متری است. مواد ممتاز با ترکیب بهینه و دستور پردازش 50 تا 100 درصد حق بیمه قیمت نسبت به درجه های استاندارد. در برابر هزینه تعویض مکرر، اختلال در تولید، و مشکلات بالقوه کیفیت ناشی از بخاریهای تخریب شده، این سرمایهگذاری معمولاً به سرعت در برنامههای کاربردی سخت باز میگردد.
