วิธีเลือกหลอดป้องกันฮีตเตอร์?

การเลือกสิทธิ์ ท่อป้องกันเครื่องทำความร้อน เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการรับรองว่าอายุยืนประสิทธิภาพและความปลอดภัยขององค์ประกอบความร้อนของคุณ หลอดเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นอุปสรรคการป้องกันองค์ประกอบความร้อนจากสภาพแวดล้อมที่รุนแรงวัสดุกัดกร่อนและความเครียดเชิงกล การเลือกที่เหมาะสมไม่เพียง แต่ขยายอายุการใช้งานของเครื่องทำความร้อน แต่ยังเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานและลดการหยุดทำงาน

ข้อควรพิจารณาที่สำคัญสำหรับการเลือกหลอดป้องกันเครื่องทำความร้อน

มีปัจจัยสำคัญหลายประการที่เกิดขึ้นเมื่อเลือกหลอดป้องกันฮีตเตอร์ แต่ละองค์ประกอบจะต้องได้รับการประเมินอย่างรอบคอบเพื่อให้ตรงกับความต้องการเฉพาะของแอปพลิเคชันของคุณ

1. อุณหภูมิการทำงาน

อุณหภูมิการทำงานสูงสุดของกระบวนการของคุณเป็นสิ่งสำคัญยิ่ง ท่อป้องกันฮีตเตอร์ทำจากวัสดุต่าง ๆ แต่ละชนิดมีขีด จำกัด อุณหภูมิที่แตกต่างกัน

• โลหะผสมโลหะ: สำหรับอุณหภูมิโดยทั่วไปต่ำกว่า 1,200 ° C (2192 ° F) โลหะผสมเช่น Inconel 600, 310 สแตนเลสและ Kanthal APM เป็นเรื่องปกติ

  • Inconel 600: ให้ความแข็งแรงและความต้านทานต่อการออกซิเดชั่นที่อุณหภูมิสูงเหมาะสำหรับการใช้งานสูงถึงประมาณ 1,150 ° C (2100 ° F)

  • 310 สแตนเลส: ตัวเลือกที่ดีสำหรับอุณหภูมิสูงถึงประมาณ 1,050 ° C (1922 ° F) ให้การกัดกร่อนที่เหมาะสมและความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชัน

  • Kanthal APM: โลหะผสมโลหะผงที่สามารถทนต่ออุณหภูมิได้สูงถึง 1,250 ° C (2282 ° F) ในบางแอปพลิเคชันซึ่งเป็นที่รู้จักกันดีในเรื่องความมั่นคงและความต้านทานต่อคาร์บูไรเซชันและไนเตรท

• วัสดุเซรามิก: สำหรับอุณหภูมิที่สูงมากมักจะเกิน 1200 ° C (2192 ° F) วัสดุเซรามิกนั้นขาดไม่ได้

  • อลูมินา (al₂o₃): เซรามิกที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมีความแข็งแรงสูงฉนวนไฟฟ้าที่ยอดเยี่ยมและความต้านทานทางเคมีที่ดี โดยทั่วไปสามารถทำงานได้สูงถึง 1700 ° C (3092 ° F) ขึ้นอยู่กับความบริสุทธิ์

  • มัลไลท์ (3al₂o₃·2Sio₂): ให้ความต้านทานการกระแทกด้วยความร้อนที่ดีและความแข็งแรงอุณหภูมิสูงมักจะใช้มากถึง 1600 ° C (2912 ° F)

  • ซิลิกอนคาร์ไบด์ (SIC): เป็นที่รู้จักกันดีในเรื่องการนำความร้อนที่ยอดเยี่ยมความแข็งแรงสูงและความต้านทานต่อการกระแทกด้วยความร้อนและการเสียดสี มันสามารถใช้ในการออกซิไดซ์บรรยากาศสูงถึง 1,650 ° C (3000 ° F) และสูงกว่าในบรรยากาศเฉื่อย

  • เซอร์โคเนีย (zro₂): ให้ความแข็งแรงและความทนทานสูงมากพร้อมกับความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีที่อุณหภูมิสูงมักจะใช้มากถึง 2,000 ° C (3632 ° F) ในเกรดเฉพาะ

2. สภาพแวดล้อมทางเคมี

องค์ประกอบทางเคมีของบรรยากาศหรือสื่อรอบ ๆ องค์ประกอบความร้อนเป็นปัจจัยสำคัญ ก๊าซกัดกร่อน, โลหะหลอมเหลว, ตะกรันหรือสารเคมีเฉพาะสามารถลดระดับการป้องกันท่อได้อย่างรวดเร็วหากวัสดุไม่เข้ากันได้ทางเคมี

• การออกซิไดซ์บรรยากาศ: โลหะผสมโลหะและเซรามิกส่วนใหญ่ทำงานได้ดีในสภาพแวดล้อมออกซิไดซ์ภายในขีด จำกัด อุณหภูมิ

• ลดบรรยากาศ: โลหะบางชนิดเช่น Inconel 600 หรือองค์ประกอบเซรามิกที่เฉพาะเจาะจง (เช่น SIC บางเกรด) เหมาะกว่าสำหรับการลดเงื่อนไข วัสดุบางชนิดเช่นซิลิกอนคาร์ไบด์สามารถสร้างชั้นซิลิกาป้องกันในบรรยากาศออกซิไดซ์ แต่อาจลดลงในสภาพแวดล้อมที่ลดลงอย่างมากโดยไม่มีออกซิเจนเพียงพอ

• สภาพแวดล้อมที่เป็นกรดหรือเป็นด่าง: โดยทั่วไปแล้ววัสดุเซรามิกจะมีความต้านทานต่อการโจมตีทางเคมีที่รุนแรงเมื่อเทียบกับโลหะโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่อุณหภูมิสูง ตัวอย่างเช่นอลูมินาที่มีความบริสุทธิ์สูงมีความต้านทานสูงต่อกรดและอัลคาลิสจำนวนมาก

• วัสดุหลอมเหลว: เมื่อแช่อยู่ในโลหะที่หลอมเหลวเกลือหรือแก้วท่อป้องกันจะต้องทนต่อการสลายตัวการกัดเซาะและปฏิกิริยาทางเคมีกับเฟสหลอมเหลว ซิลิคอนคาร์ไบด์และเกรดเฉพาะของอลูมินาหรือเซอร์โคเนียมักถูกเลือกสำหรับการใช้งานที่ต้องการเหล่านี้

3. ความเครียดเชิงกลและการกระแทกด้วยความร้อน

พิจารณาความเครียดเชิงกลใด ๆ ที่หลอดอาจพบเช่นการสั่นสะเทือนรอยขีดข่วนหรือความแตกต่างของแรงดัน สิ่งสำคัญเท่ากันคือ ความต้านทานแรงกระแทกด้วยความร้อน ซึ่งเป็นความสามารถของวัสดุในการทนต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิอย่างรวดเร็วโดยไม่ต้องแตกร้าว

• ความร้อนช็อต: การใช้งานที่เกี่ยวข้องกับการขี่จักรยานบ่อยครั้งหรือการทำความร้อน/การทำความเย็นอย่างรวดเร็วต้องใช้วัสดุที่มีความต้านทานต่อความร้อนสูง ซิลิกอนคาร์ไบด์และมัลไลต์นั้นยอดเยี่ยมในเรื่องนี้เนื่องจากค่าสัมประสิทธิ์ที่ต่ำกว่าของการขยายตัวทางความร้อนและการนำความร้อนที่สูงขึ้นเมื่อเทียบกับเซรามิกอื่น ๆ

• รอยขีดข่วนและการกัดเซาะ: หากหลอดจะสัมผัสกับอนุภาคที่มีการขัดหรือกระแสความเร็วสูงวัสดุเช่นซิลิกอนคาร์ไบด์เป็นที่ต้องการเนื่องจากความแข็งสุดขีดของพวกเขา

• ผลกระทบทางกายภาพ: ในขณะที่หลอดป้องกันโดยทั่วไปไม่ได้ออกแบบมาเพื่อผลกระทบอย่างหนักวัสดุที่มีความเหนียวแตกหักสูงกว่า (เช่นเซอร์โคเนีย) อาจได้รับการพิจารณาสำหรับการใช้งานที่ไม่สามารถหลีกเลี่ยงได้

4. การซึมผ่าน

ในบางแอปพลิเคชันหลอดป้องกันจะต้องเป็น มีแก๊ส เพื่อป้องกันก๊าซกระบวนการจากการปนเปื้อนองค์ประกอบความร้อนหรือเพื่อรักษาบรรยากาศที่เฉพาะเจาะจงภายในหลอด

• เซรามิกหนาแน่น: เซรามิกที่ถูกเผาเช่นอลูมินาที่มีความบริสุทธิ์สูงซิลิคอนคาร์ไบด์และเซอร์โคเนียเมื่อผลิตอย่างเหมาะสมสามารถผ่านไปไม่ได้กับก๊าซที่อุณหภูมิสูง

• เซรามิกที่มีรูพรุน: หลอดเซรามิกบางชนิดมีรูพรุนมากขึ้นและอาจไม่เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องใช้การควบคุมบรรยากาศที่เข้มงวด

5. ต้นทุนและความพร้อมใช้งาน

ในขณะที่ประสิทธิภาพเป็นสิ่งสำคัญยิ่งต้นทุนและความพร้อมใช้งานเป็นข้อควรพิจารณาในทางปฏิบัติ วัสดุประสิทธิภาพสูงมักจะมาพร้อมกับป้ายราคาที่สูงขึ้น จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องสร้างความสมดุลระหว่างข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพโดยมีข้อ จำกัด ด้านงบประมาณ บางครั้งวัสดุที่มีประสิทธิภาพน้อยกว่าเล็กน้อย แต่อาจมีประสิทธิภาพมากขึ้นอาจเป็นที่ยอมรับได้หากยังคงตรงตามข้อกำหนดการปฏิบัติงานขั้นต่ำและเสนออายุการใช้งานที่สมเหตุสมผล

วัสดุท่อป้องกันเครื่องทำความร้อนทั่วไปและการใช้งานของพวกเขา