Причины поломки нагревателей для печей

Эксплуатационные возможности электронагревателя напрямую зависят от множества факторов: выставляемые температуры во время работы, изменения термической выработки за один рабочий цикл, параметры и конструкция нагревательного устройства, атмосфера печи, воздействующая на элемент нагрева. Срок службы также зависит от податливости материалов входящих в конструкцию нагревателя к окислениям и потерям механической прочности.

При высокотемпературном нагреве некоторые составляющие нагревателя будь то нихромовая спираль или фехралевая покрываются плотной окисной пленкой, которая защищает материал от более глубоких окислительных процессов. По этой причине до выхода на определенный температурный режим окислительная пленка образуется медленно, а при превышении характерных термических значений окисление ускоряется. Для каждого отдельного элемента входящего в конструкцию нагревателя характерны свои пределы температуры. По тому же принципу происходит и распыление благородных металлов в вакуумной среде или защитной атмосфере.


Причины поломки нагревателей для печей


Максимально допустимой температурой при работе нагревателя считается тот показатель, при котором наступает резкое усиление окислительных процессов или распыления. Если переступить через допустимый уровень, то период службы нагревательного устройства резко сократится.

В процессе окисления материалов нагревателя пленка окисла становится более плотной и утолщенной, а сечение металлического сердечника уменьшается. Из-за этого показатели сопротивления нагревательного устройства возрастают, а мощность падает. Как только мощность упала на 10-15%, нагревательное устройство заменяется новым.

Постепенное возрастание сопротивления не всегда служит поводом для замены нагревателя. В некоторых случаях устройство выходит из строя еще до того, как сопротивление достигнет предельных значений. Независимо от типа нагревателя в нем всегда есть ослабленные участки, незначительные надломы в местах перегиба, раннее появление окислительной пленки. Поэтому некоторые сегменты нагревательной спирали могут выдавать увеличенное сопротивление.

На участках, где есть увеличение сопротивления, может возникать локальное перегревание и более интенсивное образование пленки. Из-за интенсивного окисления отдельных участков происходит уменьшение их сечения, что в дальнейшем спровоцирует перегорание.

Похожие проблемы возникают также из-за загрязнения поверхности нагревательного корпуса, неправильной конструкции и при затруднительной теплоотдаче некоторых отдельных участков нагревателя. Местные перегревы, возникшие по перечисленным причинам не несут существенного влияния на сокращение срока службы элемента нагрева в случае если их абсолютные значения будут незначительными и если наиболее нагреваемые участки устройства не будут набирать температуры, которая вызывает интенсивное окисление нихромовой или фехралевой спирали.


Причины поломки нагревателей для печей


Исходя из этого, стоит соблюдать правило, которое говорит о том, что между рабочей температурой и максимально допустимыми термическими значениями при нагреве был запас, который в свою очередь должен превышать значения возможного местного перегрева.

Этот локальный перегрев должен быть сведен к минимуму за счет рациональной конструкции и выбора большого сечения нагревателя, поскольку, чем больше эти поперечные сечения, тем меньше локальное сужение в процентах и тем меньше будет локальный перегрев.

Причиной отказа нагревателя также может быть его недостаточная механическая прочность при высоких температурах, его склонность к ползучести или деформации. Например, если нагреватель сконструирован таким образом, что при рабочей температуре он начинает деформироваться под действием собственного веса (вытягивание петель нагревателя, висящих на крюках, деформация катушек), тогда короткие замыкания смежных витков или петель неизбежны, Также могут образовываться в этих местах дуги и как следствие перегрев и короткое замыкание. Нагреватель может выйти из строя еще и из-за химического взаимодействия при рабочей температуре с материалами футеровки электропечи, с которой он вступает в контакт, или за счет контакта с ее атмосферой.


Причины поломки нагревателей для печей


Работа каждого материала в нагревательных элементах печи электрического сопротивления может характеризоваться двумя температурами — рекомендуемой рабочей температурой и максимально допустимой температурой.

Максимально допустимая температура материала соответствует температурному пределу, после которого начинается его интенсивное окисление или распыление и, как следствие, резкое сокращение срока службы. Рекомендуемая температура ниже максимально допустимой.

В области, ограниченной рекомендуемой температурой материала, срок службы нагревателя достаточно велик для металлических сплавов около 12000-15000 часов. Ограниченный локальный перегрев не страшен в этой области, так как даже при их значительных размерах температура нагревателя не превышает предельно допустимого значения. Поэтому при таких температурах можно использовать нагреватели с небольшим сечением. Естественно, что во всех случаях, когда это возможно, нагреватели должны рассчитываться таким образом, чтобы их расчетная температура не превышала рекомендуемую.

Заказать нагревательные элементы из нихромовой и фехралевой спирали можно на сайте «ТЭН24». Наши специалисты проведут полный и точный расчет шага спирали и подберут максимально подходящую конструкцию нагревателя под вашу печь и атмосферные условия в ней.





Возврат к списку


.