Regulácia hustoty wattového ohrievača kazety Incoloy840

Regulácia hustoty wattového ohrievača kazety Incoloy840
Operátori zariadení sú často frustrovaní, keď ohrievač kaziet, ktorý roky bezchybne fungoval, náhle každých pár mesiacov začne zlyhávať. Počas procedúry sa nič nezmenilo. Nové číslo dielu je rovnaké. rovnaký postup inštalácie. za rovnakých podmienok prevádzky. Problémom často nie je samotný ohrievač, ale skôr pomalé zhoršovanie tepelného kontaktu, ktoré postupne zvyšuje hustotu wattov.


Výkon jedného-ohrievača kazety je určený hustotou jeho wattov. Watová hustota a rýchlosť, ktorou teplo uniká do okolitého materiálu, priamo ovplyvňujú vnútornú teplotu odporového drôtu. Odporový drôt NiCr oxiduje rýchlejšie, izolácia MgO sa zhoršuje a plášť rýchlejšie starne, keď je wattová hustota pre danú aplikáciu príliš vysoká. To všetko má za následok skoré zlyhanie.

Skúsenosti ukazujú, že hustoty vo wattoch medzi 5 a 7 W/cm² poskytujú ideálnu kombináciu medzi-rýchlosťou ohrevu a životnosťou pre väčšinu všeobecných-aplikácií priemyselného vykurovania, ktoré vyžadujú kovové formy, matrice a platne. Rozhodujúci je však kontext. Životnosť ohrievača Incoloy840 s výkonom 7 W/cm² v čistom, presne vyvŕtanom otvore vo vodivom kove môže byť roky. V trochu väčšej diere s akumuláciou uhlíka by ten istý ohrievač s výkonom 7 W/cm² mohol zlyhať v priebehu niekoľkých mesiacov.

Hoci je samotná matematika jednoduchá, často sa vykonáva nesprávne. Hustota wattu (W/cm²) sa rovná celkovému príkonu (π × priemer v cm × zahriata dĺžka v cm). Použitie celkovej dĺžky ohrievača namiesto aktívnej dĺžky ohrevu je zásadná chyba. Akékoľvek nevyhrievané "studené úseky" na konci elektródy, ktoré sa môžu líšiť od 25 mm do 100 mm v závislosti od konštrukcie, nie sú zahrnuté do vyhrievanej dĺžky. Prílišná-špecifikácia a skoré zlyhanie sú výsledkom podhodnotenia wattovej hustoty použitím celkovej dĺžky namiesto vyhrievanej dĺžky.

Vzhľadom na vylepšené vysokoteplotné vlastnosti zliatiny môžu mať ohrievače kaziet Incoloy840 o niečo vyššiu hustotu wattov ako bežná nehrdzavejúca oceľ. To však neznamená, že posúvanie hraníc je rozumné. Aby sa poskytla bezpečnostná rezerva pre skutočné kolísanie tepelného kontaktu, napätia a okolitých podmienok, hustoty nepretržitej prevádzky vo wattoch by mali normálne fungovať pri 50 – 60 % maximálnej hodnoty.

Ktoré rozsahy hustoty wattov sú vhodné pre rôzne aplikácie? Pre prerušovanú prevádzku môže byť 10–20 W/cm² vhodný pre kovové formy s dobrým lícovaním a vysokou tepelnou vodivosťou. Zotrvanie pod 15 W/cm² pre nepretržitú prevádzku výrazne zvyšuje životnosť. Hustoty wattov 10–20 W/cm² sú ideálne na ohrev kvapalín s dobrými vlastnosťami prenosu tepla. Hustota wattov by nemala byť vyššia ako 5 – 8 W/cm² pre ohrievací vzduch, plyny alebo materiály s nízkou{10}}vodivosťou. Keď sú tieto hodnoty prekročené, povrchová teplota ohrievača dramaticky stúpne, čím sa urýchli oxidácia a starnutie plášťa Incoloy840.

Užitočným pravidlom je vždy uvádzať najnižšiu hustotu vo wattoch, ktorá spĺňa-časovú požiadavku na zahriatie. Hoci rýchlejšie zahriatie-vyzerá lákavo, výmena-vyplatí sa len zriedka. Životnosť ohrievača by sa mohla skrátiť z 24 mesiacov na 6 mesiacov, ak by sa čas zahrievania-skrátil z 10 minút na 5 minút zdvojnásobením wattovej hustoty. Málokedy stojí malá úspora času za stratu výstupu s neplánovanými výmenami.

Konzervatívny výber hustoty wattov sa stáva ešte dôležitejším pre aplikácie, ktoré vyžadujú extrémne vysoké teploty (nad 700 stupňov). Mierne zvýšenie hustoty vo wattoch môže viesť k neúmerne veľkému zvýšeniu teploty vnútorného odporového drôtu v dôsledku prepojenia medzi teplotou plášťa, hustotou wattu a tepelnou vodivosťou. Zostať pri 4–6 W/cm² namiesto 6–7 W/cm² ponúka značnú bezpečnostnú rezervu pri posúvaní smerom k vysokým limitom materiálovej kapacity Incoloy840.

Ďalší rozmer pridáva tepelné cyklovanie. Cykly tepelnej expanzie a kontrakcie v aplikáciách s častým zapínaním{1}}vypínaním zaťažujú plášť a odporový drôt. Špičkový tepelný stres počas zahrievania- môže urýchliť zlyhanie aj v prípadoch, keď je priemerná hustota vo wattoch stredná. Tento stres výrazne znižujú ovládače mäkkého{5}}rozbehu, ktoré postupne zvyšujú výkon namiesto toho, aby naraz použili plný prúd.

Včasné varovanie je zabezpečené monitorovaním. Zhoršený tepelný kontakt alebo vnútorné poškodenie je pravdepodobne príčinou ohrievača kaziet, ktorý potrebuje viac energie na udržanie požadovanej teploty, než keď bol úplne nový. Zlyhaniu často predchádzajú týždne alebo mesiace 10–15 % nárast požadovaného výkonu, čo dáva čas na plánovanú výmenu skôr, ako dôjde k neplánovanému výpadku.

Cieľové hodnoty hustoty wattov sa líšia v závislosti od tepelnej aplikácie. Či je inštalácia kazetového ohrievača úspešná alebo často zlyhá, závisí od prispôsobenia hustoty wattov konkrétnej kombinácii prevádzkovej teploty, tepelnej vodivosti okolitého materiálu, kvality uloženia otvoru a odhadovanej životnosti. Dlhšie časy zahriatia-a nižšie wattové hustoty poskytujú spoľahlivejšiu prevádzku, keď máte pochybnosti.