Orsaker till skador på värmeelementen i elektriska ugnar

Liv värmeelement beror på ett antal faktorer: på driftstemperaturen, arten av dess förändring över tiden, värmarens design och storlek, effekten av ugnsatmosfären på den. Det kan orsakas av den gradvisa oxidationen av arbetsmaterialet (eller av dess pulverisering, om vi talar om ädelmetaller eller värmare som arbetar i ett vakuum eller i en skyddande atmosfär) eller en förlust av mekanisk styrka.

Materialen som används för värmare bildar när de värms upp täta oxidfilmer som skyddar basmaterialet från ytterligare oxidation, därför upp till vissa (för varje material) temperaturer utvecklas oxidationen extremt långsamt och efter att ha passerat denna temperaturnivå accelererar processen skarpt. Sprayning av material i vakuum eller skyddande atmosfär går också till på samma sätt.

Den högsta tillåtna temperaturen för ett material bör vara den temperatur vid vilken oxidations- eller dispersionsprocessen av materialet ökar kraftigt. Om du överskrider denna nivå reduceras värmeelementets livslängd avsevärt.

När värmaren oxiderar tjocknar oxidfilmen på den (vanligtvis icke-ledande eller lågledande) gradvis och metallkärnan minskar i tvärsnitt. Därför ökar värmarens motstånd gradvis, och kraften som frigörs i den minskar. När denna effektminskning blir betydande (ca 10-15%) måste värmaren bytas ut mot en ny, dess livslängd slutar.

Den gradvisa processen att öka motståndet hos värmaren som ett resultat av dess oxidation eller spridning är inte alltid anledningen till dess ersättning; mycket ofta misslyckas värmaren långt innan dess motstånd når sitt gränsvärde. Värmaren har vanligtvis flera försvagade områden, små sprickor vid krökarna, inneslutningar av oxidfilmer och liknande, där en lokal ökning av motståndet observeras.

Sådana områden med ökat motstånd kommer att orsaka lokal överhettning i värmarna och mer intensiv oxidation på platserna för denna överhettning. Intensiv oxidation kommer i sin tur att leda till en ytterligare minskning av värmarens tvärsnitt vid dessa punkter, en ytterligare ökning av deras temperatur, processen kommer att fortsätta i en ökande takt och kommer att leda till att värmaren brinner ut vid en av dessa punkter.

Livslängd för en 1 mm trådvärmare beroende på dess temperatur (i luft)

En liknande effekt kan uppstå om värmarens yta är smutsig eller felaktigt utformad, om värmeöverföringen till några av dess delar är svår (till exempel i de delar av värmaren som är skärmade med eldfasta stöd eller krokar), vilket resulterar i lokal överhettning .

Denna typ av lokal överhettning kommer inte att avsevärt påverka minskningen av värmarens livslängd i de fall där deras absoluta värden är låga och temperaturerna i de hetaste zonerna inte når de värden vid vilka intensiv oxidation (eller spridning) av materialet börjar.

Därför är det nödvändigt att sträva efter att säkerställa att det finns en viss gräns mellan värmarens driftstemperatur och dess maximalt tillåtna uppvärmningstemperatur, som överstiger värdet för eventuell lokal överhettning. Om denna marginal är liten måste dessa lokala överhettningar minimeras genom rationell design och valet av stora tvärsektioner av värmaren, eftersom ju större dessa tvärsektioner är, desto mindre procentandel av lokala förträngningar, desto mindre lokal kommer att ha. överhettning.

Orsaken till värmarens fel kan också vara dess otillräckliga mekaniska hållfasthet vid höga temperaturer, dess tendens att krypa eller skeva.Till exempel, om värmaren är konstruerad på ett sådant sätt att den vid drifttemperatur börjar deformeras av sin egen vikt (att dra i värmaröglorna som hänger på krokarna, vrida värmarslingorna), då kan intilliggande varv eller öglor stängas, bågar i dessa platser och, som ett resultat, bränna ut värmaren eller helt enkelt lokal uttunning av sektionen som ett resultat av sträckning med bildandet av lokal överhettning igen.

Slutligen kan värmaren skadas av kemisk interaktion vid driftstemperatur med fodermaterialen. elektrisk ugnsom han kommer i kontakt med eller med dess atmosfär.

Prestandan hos vilket material som helst i värmeelementen i en elektrisk motståndsugn kan karakteriseras av två temperaturer - den rekommenderade driftstemperaturen och den högsta tillåtna temperaturen.

Den högsta tillåtna temperaturen för materialet motsvarar den temperaturgräns över vilken dess intensiva oxidation eller stänk börjar och följaktligen en kraftig minskning av livslängden. Den rekommenderade temperaturen är under det högsta tillåtna.

I det område som begränsas av den rekommenderade materialtemperaturen är värmarens livslängd ganska lång, för metallegeringar cirka 12000-15000 timmar. I detta område är begränsad lokal överhettning inte hemsk, för även med deras betydande storlekar kommer värmarens temperatur inte att överstiga det högsta tillåtna värdet. Små värmartvärsnitt kan därför användas vid sådana temperaturer.Naturligtvis bör värmare i alla fall där det är möjligt utformas på ett sådant sätt att deras designtemperatur inte överstiger den rekommenderade.