واقعاً در یک بخاری کارتریج 950 درجه-در دمای بالا چه اتفاقی می‌افتد؟
بخاری کارتریجی تنها پس از چند ماه در قالب دمای بالا از کار می افتد. خط تولید متوقف می شود. تیم تعمیر و نگهداری در تلاش برای یافتن جایگزینی است. این سناریو در کارخانه ها بیشتر از آن چیزی که بخواهد اعتراف کند رخ می دهد. قسمت خسته کننده؟ اگر کاربر بفهمد که در داخل آن لوله فلزی کوچک چه می‌گذرد، می‌توان از بسیاری از این شکست‌ها جلوگیری کرد.
بخاری 950 درجه-تک سر کارتریجی با دمای بالا- یک قطعه مهندسی قابل توجه است. در هسته آن، سیم مقاومتی-معمولاً نیکل-آلیاژ کروم (NiCr 80/20)-در یک سیم پیچ دقیق پیچیده شده است. این کویل قلب بخاری است. هنگامی که جریان الکتریکی از آن عبور می کند، مقاومت تولید گرما می کند. اما اینجاست که چیزها جالب می شوند: اینکه گرما باید قبل از رسیدن به غلاف فلزی بیرونی از طریق یک لایه عایق فشرده شده اکسید منیزیم (MgO) عبور کند. MgO یک هدف دوگانه دارد. عایق الکتریکی بین سیم مقاومت زنده و غلاف زمین شده را فراهم می کند و گرما را به طور موثر از سیم پیچ به سطح هدایت می کند.
چالش واقعی زمانی شروع می شود که دما به 950 درجه نزدیک شود. در این افراط، مواد معمولی به سادگی نمی توانند با آن مقابله کنند. با توجه به داده های صنعت، یک بخاری کارتریج فولادی ضد زنگ برای سال ها در دمای بین 100 تا 400 درجه به خوبی کار می کند. آن را تا 950 درجه فشار دهید، و همه چیز تغییر می کند. مواد غلاف باید با دقت زیاد انتخاب شود. برای کاربردهای بسیار{9}}در دمای بالا، آلیاژهای Incoloy 800 یا 840 اغلب مشخص می‌شوند-این آلیاژهای نیکل{13}}آهن{14}}کروم می‌توانند دمای تا 850 درجه را تحمل کنند و مقاومت عالی در برابر اکسیداسیون ارائه می‌دهند. برخی از تولیدکنندگان با غلاف های تخصصی فولاد ضد زنگ یا آلیاژ تیتانیوم 310S حتی بالاتر را فشار می دهند.
روش آب بندی یکی دیگر از جزئیات مهم است که بسیاری از آن غافل می شوند. برای عملکرد در 950 درجه، مهر و موم اپوکسی استاندارد در عرض چند ساعت از بین می رود. راه حل؟ آب بندی سرامیکی با فرکانس بالا با محتوای 95 درصد آلومینا، همراه با چسب های سرامیکی و سیمان با دمای بالا، می تواند تا دمای 1100 درجه را تحمل کند. سیم های سربی که از بخاری خارج می شوند آسیب پذیری دیگری را نشان می دهند. عایق فایبرگلاس استاندارد فقط 250 درجه درجه بندی شده است. در دمای غلاف 950 درجه، سرنخ ها به نیکل خالص دارای درجه بندی 600 درجه یا عایق مهره های سرامیکی که می تواند 800 درجه را تحمل کند، نیاز دارند. بدون این حفاظت، سرنخ ها به ضعیف ترین حلقه تبدیل می شوند.
سیم مقاومت داخلی نیز در دماهای شدید با تنش های منحصر به فردی مواجه می شود. انبساط و انقباض حرارتی در طول هر چرخه گرمایش باعث خستگی مکانیکی می شود. با گذشت زمان این خستگی جمع شده و در نهایت باعث باز شدن سیم می شود. مواد عایق نیز باید به طور ویژه پردازش شوند. برای کاربردهای خلاء، MgO تحت گاززدایی با دمای بالا-برای به حداقل رساندن گاز خروجی که می‌تواند محیط خلاء را آلوده کند، می‌شود.
بر اساس تجربه، یک بخاری کارتریجی 950 درجه-در دمای بالا فقط یک بخاری استاندارد نیست که فراتر از حد خود فشار داده شود. این یک سیستم به دقت مهندسی شده است که در آن هر جزء-از سیم مقاومت گرفته تا غلاف گرفته تا روش آب‌بندی{4}}باید برای محیط‌های شدید ساخته شود. حداکثر چگالی توان برای این واحدهای{7}در دمای فوق‌العاده می‌تواند به 35 وات بر سانتی‌متر مربع برسد، اما این نیاز به فرورفتگی حرارتی استثنایی و تحمل‌های مناسب مناسب دارد. انتخاب مواد مناسب و درک ساختار داخلی، تفاوت بین بخاری‌هایی را که سال‌ها دوام می‌آورد و بخاری‌هایی که در هفته‌ها از کار می‌افتند، ایجاد می‌کند.
