Materiály plášťa pod mikroskopom – Výber správnej zliatiny pre 650 stupňov
Pri 650 stupňoch nie je výber materiálu plášťa záležitosťou preferencií,-je to otázka prežitia. Bežná nehrdzavejúca oceľ 304 pri tejto teplote rýchlo oxiduje, čo spôsobuje oslabenie plášťa a zlyhanie vnútornej cievky. Podľa priemyselných testov môže ohrievač kazety s plášťom Inconel vydržať tri až päťkrát dlhšie ako ohrievač so štandardnou nehrdzavejúcou oceľou v 650 stupňovom prostredí.
Pochopenie prečo si vyžaduje bližší pohľad na to, čo sa deje s rôznymi zliatinami pri zvýšených teplotách.
Nerezová oceľ 304 a 321.Tieto bežné materiály podliehajú katastrofálnej oxidácii a senzibilizácii pri 650 stupňoch. Ochranný povlak oxidu chrómu, ktorý bežne chráni povrch, prestane priľnúť a opakovane sa odlupuje, čím sa stena rýchlo stenčuje. Súčasne strata chrómu na hraniciach zŕn-proces známy ako senzibilizácia-spôsobí, že plášť je extrémne krehký a náchylný na medzikryštalické praskanie. 310Nerezová oceľ S ponúka mierne zlepšenie, ale stále funguje na hranici svojich možností bez bezpečnostnej rezervy.
Nerezová oceľ 316L.Tento materiál predstavuje zmysluplný krok nahor. Poskytuje dobrú odolnosť proti korózii, tečeniu a oxidácii pri vysokých teplotách. Pre aplikácie, kde je prostredie relatívne čisté a tepelný pracovný cyklus je mierny, môže 316L poskytovať spoľahlivé služby pri 650 stupňoch. Jeho nákladová-efektívnosť z neho robí atraktívnu možnosť pre mnohé priemyselné aplikácie.
Incoloy 800/800H/800HT.Táto zliatina niklu-železa-chrómu je všeobecne považovaná za minimálny štandard pre spoľahlivé služby pri 650 stupňoch . Je navrhnutý pre výkon pri vysokých-teplotách, odoláva oxidácii a udržiava si pevnosť až do 1150 stupňov . Varianty 800H a 800HT ponúkajú vylepšenú-pevnosť pri tečení pri vysokých teplotách a odolnosť voči tepelnej únave{10}}kritické atribúty pre náročné pracovné cykly s častým striedaním teplôt.
Inconel 600 a 601.Tieto nikl-chrómové zliatiny sú prvotriednou voľbou pre najnáročnejšie 650-stupňové aplikácie. Vynikajú v silne oxidačnom prostredí alebo tam, kde sú prítomné stopové množstvá korozívnych materiálov. Vo vákuových aplikáciách má Inconel 600 nízky tlak pár, vynikajúcu pevnosť pri vysokých{5}}teplotách a pozoruhodnú odolnosť voči oxidácii, ak sa vákuum preruší. Inconel je často preferovanou voľbou pre ohrievače kaziet pracujúce vo vákuu pri teplotách nad 800 stupňov.
Výber materiálu ovplyvňuje aj výber vodičov a koncoviek. Pri 650 stupňoch musia káble odolať prevádzkovému prostrediu bez roztavenia alebo skratu. Kované-v olovených konštrukciách-kde je olovený vodič priamo integrovaný bez koncových spojov{5}}ponúka vyššiu teplotnú odolnosť a silnejšie mechanické vlastnosti ako zvlnené alternatívy.
Často prehliadaná praktická úvaha: cievka vnútorného odporu ohrievača pracuje pri teplotách o stovky stupňov vyšších ako je teplota plášťa. V slabo výkonnom systéme môže 650 stupňový plášť znamenať 800-900 stupňovú cievku. Pri týchto teplotách konvenčné odporové zliatiny rýchlo oxidujú a môže dôjsť k rastu zŕn, čím sa materiál stane krehkým a nakoniec spôsobí zlom v dôsledku tepelného cyklu. To je dôvod, prečo sú zliatiny niklu s vysokou čistotou -chrómu nevyhnutné pre vnútorný odporový drôt v skutočnom 650-stupňovom ohrievači s jednou hlavicou.
