Elektriahjude kütteelementide kahjustuste põhjused

Elu kütteelemendid oleneb mitmest tegurist: töötemperatuurist, selle muutumise olemusest ajas, küttekeha konstruktsioonist ja suurusest, ahju atmosfääri mõjust sellele. Põhjuseks võib olla töömaterjali järkjärguline oksüdeerumine (või selle pulbristamine, kui räägime väärismetallidest või vaakumis või kaitsvas atmosfääris töötavatest küttekehadest) või mehaanilise tugevuse kadumisest.

Küttekehadeks kasutatavad materjalid moodustavad kuumutamisel tihedad oksiidkiled, mis kaitsevad alusmaterjali edasise oksüdeerumise eest, mistõttu kuni teatud (iga materjali) temperatuurideni areneb oksüdatsioon äärmiselt aeglaselt ning pärast selle temperatuuritaseme läbimist protsess kiireneb. teravalt. Samamoodi toimub ka materjalide pihustamine vaakumis või kaitsvas atmosfääris.

Materjali maksimaalne lubatud temperatuur peaks olema temperatuur, mille juures materjali oksüdatsiooni- või dispersiooniprotsess järsult suureneb. Selle taseme ületamisel väheneb kütteelemendi eluiga oluliselt.

Kui küttekeha oksüdeerub, siis sellel olev oksiidkile (tavaliselt mittejuhtiv või vähejuhtiv) järk-järgult pakseneb ja metallsüdamiku ristlõige väheneb. Seetõttu suureneb kütteseadme takistus järk-järgult ja selles vabanev võimsus väheneb. Kui see võimsuse vähenemine muutub oluliseks (umbes 10-15%), tuleb kütteseade asendada uuega, selle kasutusiga lõpeb.

Kütteseadme takistuse järkjärguline suurendamine selle oksüdeerumise või hajumise tagajärjel ei ole alati selle asendamise põhjuseks; väga sageli ebaõnnestub kütteseade ammu enne, kui selle takistus saavutab piirväärtuse. Soojendil on tavaliselt mitu nõrgenenud piirkonda, kurvides on väikesed praod, oksiidkilede kandmised jms, kus täheldatakse lokaalset takistuse suurenemist.

Sellised kõrgendatud takistusega alad põhjustavad küttekehades lokaalset ülekuumenemist ja intensiivsemat oksüdatsiooni selle ülekuumenemise kohtades. Intensiivne oksüdeerumine toob omakorda kaasa küttekeha ristlõike edasise vähenemise nendes punktides, nende temperatuuri edasise tõusu, protsess jätkub kasvava kiirusega ja viib küttekeha läbipõlemiseni ühel need punktid.

1 mm traatküttekeha kasutusiga sõltuvalt selle temperatuurist (õhus)

Sarnane efekt võib ilmneda ka siis, kui kerise pind on määrdunud või valesti projekteeritud, kui soojusülekanne mõnele selle osale on raskendatud (näiteks kerise tulekindlate tugede või konksudega varjestatud osades), mille tagajärjeks on lokaalne ülekuumenemine .

Seda tüüpi lokaalne ülekuumenemine ei mõjuta oluliselt küttekeha kasutusea lühenemist juhtudel, kui nende absoluutväärtused on madalad ja kuumimate tsoonide temperatuurid ei jõua väärtusteni, mille juures toimub intensiivne oksüdatsioon (või hajumine). materjalist algab.

Seetõttu tuleb püüda tagada, et küttekeha töötemperatuuri ja selle maksimaalse lubatud küttetemperatuuri vahel oleks teatud piir, mis ületab võimaliku lokaalse ülekuumenemise väärtust. Kui see varu on väike, tuleb need lokaalsed ülekuumenemised minimeerida mõistliku projekteerimise ja küttekeha suurte ristlõigete valikuga, sest mida suuremad on need ristlõiked, seda väiksem on kohalike kitsenduste protsent, seda vähem on lokaalset. ülekuumenemine.

Küttekeha rikke põhjuseks võib olla ka selle ebapiisav mehaaniline tugevus kõrgel temperatuuril, kalduvus roomamisele või kõverdumisele.Näiteks kui küttekeha on konstrueeritud nii, et töötemperatuuril hakkab see oma raskuse mõjul deformeeruma (konksudel rippuvate kütteaasade tõmbamine, küttespiraalide koolutamine), siis võivad külgnevad pöörded või aasad sulguda, kaared sisse need kohad ja sellest tulenevalt põletada küttekeha või lihtsalt venitamise tagajärjel lõigu lokaalne hõrenemine taas lokaalse ülekuumenemisega.

Lõpuks võib kütteseadet kahjustada keemiline koostoime töötemperatuuril voodrimaterjalidega. elektriahimillega ta kokku puutub või selle atmosfääriga.

Elektritakistusahju kütteelementide mis tahes materjali jõudlust saab iseloomustada kahe temperatuuriga - soovitatav töötemperatuur ja maksimaalne lubatud temperatuur.

Materjali maksimaalne lubatud temperatuur vastab temperatuuripiirile, millest alates algab selle intensiivne oksüdeerumine või pritsimine ja vastavalt kasutusea järsk vähenemine. Soovitatav temperatuur on alla lubatud maksimumi.

Soovitatava materjalitemperatuuriga piiratud alal on küttekeha kasutusiga üsna pikk, metallisulamitel umbes 12000-15000 tundi. Selles piirkonnas ei ole piiratud kohalik ülekuumenemine kohutav, sest isegi nende märkimisväärsete suuruste korral ei ületa küttekeha temperatuur maksimaalset lubatud väärtust. Seetõttu saab sellistel temperatuuridel kasutada väikeseid küttekehade ristlõikeid.Loomulikult tuleks küttekehad igal võimalusel projekteerida nii, et nende projekteerimistemperatuur ei ületaks soovitatud temperatuuri.