Nguyên nhân làm hỏng các bộ phận làm nóng của lò điện

Mạng sống yếu tố làm nóng phụ thuộc vào một số yếu tố: vào nhiệt độ hoạt động, tính chất thay đổi của nó theo thời gian, thiết kế và kích thước của lò sưởi, ảnh hưởng của bầu không khí trong lò đối với nó. Nó có thể được gây ra bởi quá trình oxy hóa dần dần của vật liệu làm việc (hoặc do quá trình nghiền thành bột, nếu chúng ta đang nói về kim loại quý hoặc lò sưởi hoạt động trong chân không hoặc trong môi trường bảo vệ) hoặc mất độ bền cơ học.

Các vật liệu được sử dụng cho máy sưởi, khi được nung nóng, tạo thành các màng oxit dày đặc bảo vệ vật liệu cơ bản khỏi quá trình oxy hóa tiếp theo, do đó, ở nhiệt độ nhất định (đối với từng vật liệu), quá trình oxy hóa phát triển cực kỳ chậm và sau khi vượt qua mức nhiệt độ này, quá trình này sẽ tăng tốc sắc nét. Phun vật liệu trong chân không hoặc môi trường bảo vệ cũng tiến hành theo cách tương tự.

Nhiệt độ tối đa cho phép của vật liệu phải là nhiệt độ tại đó quá trình oxy hóa hoặc phân tán của vật liệu tăng mạnh. Nếu bạn vượt quá mức này, tuổi thọ của bộ phận làm nóng giảm đáng kể.

Khi lò sưởi bị oxy hóa, màng oxit trên nó (thường không dẫn điện hoặc dẫn điện kém) dần dần dày lên và tiết diện của lõi kim loại giảm xuống. Do đó, điện trở của lò sưởi tăng dần và công suất giải phóng trong nó giảm dần. Khi việc giảm công suất này trở nên đáng kể (khoảng 10-15%), phải thay thế lò sưởi bằng một cái mới, tuổi thọ của nó sẽ kết thúc.

Quá trình tăng dần điện trở của lò sưởi do quá trình oxy hóa hoặc phân tán của nó không phải lúc nào cũng là lý do để thay thế nó; rất thường xuyên, lò sưởi bị hỏng rất lâu trước khi điện trở của nó đạt đến giá trị giới hạn. Lò sưởi thường có một số khu vực yếu đi, các vết nứt nhỏ ở các khúc cua, bao gồm các màng oxit và những thứ tương tự, nơi có thể quan sát thấy sự gia tăng điện trở cục bộ.

Những khu vực tăng điện trở như vậy sẽ gây ra hiện tượng quá nhiệt cục bộ trong lò sưởi và quá trình oxy hóa mạnh hơn ở những nơi quá nóng này. Ngược lại, quá trình oxy hóa mạnh sẽ dẫn đến tiết diện của lò sưởi giảm hơn nữa tại những điểm này, nhiệt độ của chúng tăng thêm, quá trình sẽ tiếp tục với tốc độ ngày càng tăng và sẽ dẫn đến đốt cháy lò sưởi ở một trong những điểm đó. những điểm này.

Tuổi thọ của bộ gia nhiệt dây 1 mm tùy thuộc vào nhiệt độ của nó (trong không khí)

Một hiệu ứng tương tự có thể xảy ra nếu bề mặt của lò sưởi bị bẩn hoặc được thiết kế không chính xác, nếu việc truyền nhiệt đến một số bộ phận của nó khó khăn (ví dụ: trong các bộ phận của lò sưởi được che chắn bằng các giá đỡ hoặc móc chịu lửa), dẫn đến quá nhiệt cục bộ .

Loại quá nhiệt cục bộ này sẽ không ảnh hưởng đáng kể đến việc giảm tuổi thọ của thiết bị sưởi trong trường hợp giá trị tuyệt đối của chúng thấp và nhiệt độ của các vùng nóng nhất sẽ không đạt đến giá trị tại đó quá trình oxy hóa mạnh (hoặc tán xạ) của vật liệu bắt đầu.

Do đó, cần phải cố gắng đảm bảo rằng có một giới hạn nhất định giữa nhiệt độ hoạt động của thiết bị sưởi và nhiệt độ gia nhiệt tối đa cho phép của nó, vượt quá giá trị của quá nhiệt cục bộ có thể xảy ra. Nếu biên độ này nhỏ, thì các hiện tượng quá nhiệt cục bộ này phải được giảm thiểu bằng thiết kế hợp lý và lựa chọn các mặt cắt ngang lớn của thiết bị sưởi, vì các mặt cắt này càng lớn thì tỷ lệ co thắt cục bộ càng nhỏ, càng ít cục bộ sẽ có. quá nóng.

Lý do cho sự thất bại của lò sưởi cũng có thể là do độ bền cơ học không đủ ở nhiệt độ cao, xu hướng rão hoặc cong vênh.Ví dụ: nếu thiết bị sưởi được thiết kế theo cách mà ở nhiệt độ hoạt động, nó bắt đầu biến dạng dưới trọng lượng của chính nó (kéo các vòng của thiết bị sưởi treo trên móc, làm cong các cuộn dây của thiết bị sưởi), thì các vòng hoặc vòng liền kề có thể đóng lại , vòng cung trong những nơi này và kết quả là đốt cháy bộ phận phát nhiệt hoặc đơn giản là phần bị mỏng đi cục bộ do bị kéo giãn với sự hình thành quá nhiệt cục bộ một lần nữa.

Cuối cùng, bộ gia nhiệt có thể bị hỏng do tương tác hóa học ở nhiệt độ vận hành với vật liệu lót. lò điệnmà anh ta tiếp xúc hoặc với bầu không khí của nó.

Hiệu suất của bất kỳ vật liệu nào trong các bộ phận làm nóng của lò điện trở có thể được đặc trưng bởi hai nhiệt độ—nhiệt độ vận hành khuyến nghị và nhiệt độ tối đa cho phép.

Nhiệt độ tối đa cho phép của vật liệu tương ứng với giới hạn nhiệt độ mà quá trình oxy hóa mạnh hoặc bắn tóe của nó bắt đầu và theo đó, tuổi thọ của dịch vụ giảm mạnh. Nhiệt độ khuyến nghị thấp hơn mức tối đa cho phép.

Trong khu vực bị giới hạn bởi nhiệt độ vật liệu được khuyến nghị, tuổi thọ của lò sưởi khá dài, đối với hợp kim kim loại khoảng 12000-15000 giờ. Ở khu vực này, hiện tượng quá nhiệt cục bộ hạn chế không có gì đáng sợ, bởi vì ngay cả với kích thước đáng kể của chúng, nhiệt độ của lò sưởi sẽ không vượt quá giá trị tối đa cho phép. Do đó, tiết diện lò sưởi nhỏ có thể được sử dụng ở nhiệt độ như vậy.Đương nhiên, trong mọi trường hợp có thể, máy sưởi phải được thiết kế sao cho nhiệt độ thiết kế của chúng không vượt quá mức khuyến nghị.