Kodėl pramoninis šildymas dažnai sugenda pačiu blogiausiu metu

Kodėl pramoninis šildymas dažnai sugenda pačiu blogiausiu metu

Gamybos metu plastiko ekstruderis staiga nustoja veikti. Pelėsio temperatūra mažėja. Visa partija bevertė. Netinkamas šildytuvas yra kaltininkas. Nors daugelis operatorių mano, kad problema yra elektra, patirtis parodė, kad beveik visada pagrindinė priežastis yra medžiagų degradacija. Nors vidinės varžos viela vis dar gali būti, oksidacija tyliai ardė apvalkalą, todėl jis mažiau efektyviai perduoda šilumą. Incoloy600 kasetinis šildytuvas puikiai tinka šioje situacijoje.


Galimi temperatūros apribojimai nuolatiniam standartinių nerūdijančio plieno apvalkalų, pvz., 304 arba 316, eksploatavimui, yra nuo 600 iki 650 laipsnių. Kai jie įkaista virš 700 laipsnių, apsauginis chromo oksido sluoksnis pradeda irti. Šviežias metalas yra veikiamas korozijos, kai nuosėdos nulupsta ir tampa porėtos. Plonesnis apvalkalas, sumažėjęs šilumos perdavimas ir galiausiai katastrofiškas gedimas. Įprasti lydiniai tiesiog negali atlaikyti 800–1095 laipsnių temperatūros.

Nikelio{0}}chromo-geležies lydinys Incoloy600 buvo sukurtas ypač karštoms sąlygoms. Jame yra mangano ir silicio pėdsakų, todėl jo sudėtis yra maždaug 72% nikelio, 15–17% chromo ir 6–10% geležies. Šis didelis nikelio kiekis daro nuostabų dalyką: sukuria chromo oksido sluoksnį, kuris yra stabilus, savaime{10}}gyjantis ir atsparus karščiui. Sluoksnis atsinaujina, kai paviršius subraižytas arba kaitinamas. Tai rodo, kad oksiduojančioje aplinkoje Incoloy600 vienos galvutės elektrinis vamzdinis šildytuvas gali nepertraukiamai veikti 1095 laipsnių (2000 laipsnių F), o tai yra beveik 300 laipsnių aukščiau už praktinę 316 l nerūdijančio plieno ribą.

Tačiau blogų dizaino sprendimų negalima kompensuoti geriausia medžiaga. Svarbiausias veiksnys, turintis įtakos eksploatavimo trukmei, yra vatų tankis, kuris yra elektros energijos kiekio, kurį šildytuvas išsklaido paviršiaus ploto vienete, matavimas. Vatų tankis (W/cm²)=Bendra galia / (π × skersmuo × šildomas ilgis) yra paprasta formulė. Vidinės varžos viela ir apvalkalas veikia esant temperatūrai, kuri gerokai viršija projektines ribas, jei vatų tankis yra per didelis, o tai pagreitina oksidaciją ir izoliacijos irimą. Remiantis lauko patirtimi, 5–7 W/cm² vatų tankis yra geriausias kompromisas tarp ilgaamžiškumo ir našumo daugeliui laidumo{7}}šildomų įrenginių. Tai ypač pasakytina apie Incoloy600 apvalkalus, kurie yra atsparesni karščiui, tačiau vis tiek pablogėja perkaitus.

Tinkamumo nuokrypis tarp šildytuvo ir išgręžtos skylės yra labai svarbi detalė, kuri dažnai nepaisoma. Vietinis perkaitimas atsiranda dėl izoliacinio oro tarpo, susidarančio dėl laisvo prigludimo, kuris sulaiko šilumą apvalkalo viduje. Kita vertus, per sandarus prigludimas gali sukelti pernelyg didelį mechaninį įtempimą, kai šildytuvas plečiasi esant darbinei temperatūrai arba sugadinti apvalkalą montuojant. Rekomenduojamas 0,001–0,002 colio (0,025–0,050 mm) skersmens tarpas „Incoloy600“ vienos galvutės elektriniams vamzdžių šildytuvams, veikiantiems aukštoje temperatūroje. 300 mm nerūdijančio plieno šildytuvas 500 laipsnių kampu išsiplečia maždaug 0,7–0,9 mm. Suspaudimo jėga gali sutraiškyti apvalkalą, iškreipti vidinę ritę ir susidaryti karštų taškų, dėl kurių atsiranda ankstyvas perdegimas, jei šis išsiplėtimas neturi kur dingti.

Dar vienas naudingas veiksnys yra šalta zona. Siekiant apsaugoti elektros jungtis ir suspaudimo jungtis nuo per didelio karščio, daugumoje vienos galvutės kasetinių šildytuvų šalia švino išėjimo yra nešildomas plotas, kuris paprastai yra 15–30 mm ilgio. Gerai-suprojektuota šalta zona sumažina drėgmės prasiskverbimo galimybę per sandariklį ir sustabdo švino laido gedimą. Įsitikinkite, kad šaltos zonos ilgis yra pakankamas montavimui, kai kuriate Incoloy600 kasetinį šildytuvą, skirtą naudoti aukštoje temperatūroje.

Taip pat reikia atkreipti dėmesį į aplinkosaugos klausimus. Naudojant didelio-grynumo vandenį, šarminius tirpalus ir keletą organinių bei neorganinių junginių, Incoloy600 išskirtinis atsparumas chlorido-jonų įtempiams-korozijos įtrūkimams gali būti naudingas. Tačiau jis nėra atsparus bet kokiam puolimui. Net incoloy600 gali laipsniškai suirti esant didelei rūgšties arba sūraus vandens koncentracijai. Be to, tepalų, kurių sudėtyje yra molibdeno disulfido, niekada negalima naudoti aukštesnėje nei 425 laipsnių temperatūroje dėl lydinio sulfidavimosi.

Praktinį medžiagų pasirinkimo poveikį parodo šiluminio valymo iniciatyvų lauko duomenys. 316L šildytuvai sugedo vidutiniškai po 11 dienų per Superfund teritorijos valymą Naujajame Džersyje, kai reikėjo pašildyti užterštą dirvą iki 600–800 laipsnių. Perėjus prie incoloy600 apvalkalų, 180 elementų pakeitimo greitis sumažėjo iki vieno šildytuvo kas 14 mėnesių. Projektas buvo baigtas laiku ir neviršijant biudžeto.

Pamoka tiems, kurie atsakingi už pramonines šildymo sistemas, yra nesudėtinga: paprastas nerūdijantis plienas yra rizikingas, kai darbinė temperatūra nuolat pakyla virš 650 laipsnių. Dažnas prastovos laikas gali būti pakeistas ilgamete patikima eksploatacija, įsigijus Incoloy600 kasetinį šildytuvą su tinkamo vatų tankio, tinkamumo tolerancija ir apsauga nuo šaltos zonos. Pramoninės krosnys, pakuotės karščio sandarinimo strypai, aukštos -temperatūrinės plastikinės ekstruzijos štampai ir cheminio apdorojimo sistemos turi skirtingus šiluminius reikalavimus, todėl reikia pritaikyti šildytuvo dizainą ir specifikacijas.