Príčiny poškodenia vykurovacích telies elektrických pecí
Život vykurovacie telesá závisí od množstva faktorov: od prevádzkovej teploty, od charakteru jej zmeny v čase, od konštrukcie a veľkosti ohrievača, od vplyvu atmosféry pece naň. Môže to byť spôsobené postupnou oxidáciou pracovného materiálu (alebo jeho rozprášením, ak hovoríme o drahých kovoch alebo ohrievačoch pracujúcich vo vákuu alebo v ochrannej atmosfére) alebo stratou mechanickej pevnosti.
Materiály používané na ohrievače pri zahrievaní vytvárajú husté oxidové filmy, ktoré chránia základný materiál pred ďalšou oxidáciou, preto do určitých teplôt (pre každý materiál) sa oxidácia vyvíja extrémne pomaly a po prechode cez túto teplotnú úroveň sa proces zrýchľuje. ostro. Rovnako prebieha aj striekanie materiálov vo vákuu alebo ochrannej atmosfére.
Maximálna povolená teplota materiálu by mala byť teplota, pri ktorej sa oxidačný alebo disperzný proces materiálu prudko zvyšuje. Ak túto úroveň prekročíte, životnosť vykurovacieho telesa sa výrazne zníži.
Keď ohrievač oxiduje, oxidový film na ňom (zvyčajne nevodivý alebo málo vodivý) postupne hrubne a prierez kovového jadra sa zmenšuje. Preto sa odpor ohrievača postupne zvyšuje a výkon v ňom uvoľnený klesá. Keď sa toto zníženie výkonu stane výrazným (asi 10-15%), ohrievač sa musí vymeniť za nový, jeho životnosť končí.
Postupný proces zvyšovania odolnosti ohrievača v dôsledku jeho oxidácie alebo rozptylu nie je vždy dôvodom na jeho výmenu; veľmi často ohrievač zlyhá dlho predtým, ako jeho odpor dosiahne hraničnú hodnotu. Ohrievač má zvyčajne niekoľko oslabených oblastí, malé trhliny na ohyboch, inklúzie oxidových filmov a podobne, kde je pozorovaný lokálny nárast odporu.
Takéto oblasti zvýšeného odporu spôsobia lokálne prehriatie v ohrievačoch a intenzívnejšiu oxidáciu v miestach tohto prehriatia. Intenzívna oxidácia zase povedie k ďalšiemu zmenšeniu prierezu ohrievača v týchto bodoch, ďalšiemu zvýšeniu ich teploty, proces bude pokračovať rastúcou rýchlosťou a povedie k vyhoreniu ohrievača na jednom z tieto body.
Životnosť 1 mm drôtového ohrievača v závislosti od jeho teploty (vo vzduchu)
Podobný efekt môže nastať, ak je povrch ohrievača znečistený alebo nesprávne navrhnutý, ak je sťažený prenos tepla na niektoré jeho časti (napríklad v častiach ohrievača tienených žiaruvzdornými podperami alebo hákmi), čo má za následok lokálne prehrievanie.
Tento typ lokálneho prehriatia výrazne neovplyvní zníženie životnosti ohrievača v prípadoch, keď sú ich absolútne hodnoty nízke a teploty najhorúcejších zón nedosahujú hodnoty, pri ktorých dochádza k intenzívnej oxidácii (alebo rozptylu) materiálu začína.
Preto je potrebné usilovať sa o to, aby medzi prevádzkovou teplotou ohrievača a jeho maximálnou prípustnou teplotou ohrevu bola určitá hranica, ktorá presahuje hodnotu možného lokálneho prehriatia. Ak je táto rezerva malá, potom je potrebné tieto lokálne prehriatia minimalizovať racionálnym návrhom a výberom veľkých prierezov ohrievača, pretože čím väčšie sú tieto prierezy, tým menšie je percento lokálnych zúžení, tým menej lokálnych bude mať prehrievanie.
Príčinou poruchy ohrievača môže byť aj jeho nedostatočná mechanická pevnosť pri vysokých teplotách, jeho sklon k tečeniu alebo deformácii.Napríklad, ak je ohrievač konštruovaný tak, že sa pri prevádzkovej teplote začne deformovať vlastnou váhou (ťahanie očiek ohrievača zavesených na hákoch, skrútenie cievok ohrievača), potom sa susedné závity alebo slučky môžu uzavrieť, oblúky v tieto miesta a v dôsledku toho vyhorenie ohrievača alebo jednoducho miestne stenčenie úseku v dôsledku napínania s opätovným vytváraním lokálneho prehriatia.
Nakoniec sa ohrievač môže poškodiť chemickou interakciou pri prevádzkovej teplote s materiálmi obloženia. elektrická rúras ktorou prichádza do styku alebo s jej atmosférou.
Výkon akéhokoľvek materiálu vo vykurovacích prvkoch elektrickej odporovej pece možno charakterizovať dvoma teplotami – odporúčanou prevádzkovou teplotou a maximálnou povolenou teplotou.
Maximálna prípustná teplota materiálu zodpovedá teplotnému limitu, za ktorým začína jeho intenzívna oxidácia alebo rozstrekovanie, a teda prudké zníženie životnosti. Odporúčaná teplota je nižšia ako maximálna povolená teplota.
V oblasti obmedzenej odporúčanou teplotou materiálu je životnosť ohrievača pomerne dlhá, pri kovových zliatinách cca 12000-15000 hodín. V tejto oblasti nie je obmedzené lokálne prehrievanie strašné, pretože aj pri ich významných veľkostiach teplota ohrievača nepresiahne maximálnu prípustnú hodnotu. Pri takýchto teplotách je preto možné použiť malé prierezy ohrievačov.Prirodzene, vo všetkých prípadoch, kde je to možné, by mali byť ohrievače navrhnuté tak, aby ich konštrukčná teplota neprekročila odporúčanú teplotu.