Kuinka valita lämmitinsuojaputki?

Oikeuden valitseminen lämmittimen suojaputki on ratkaisevan tärkeä lämmityselementtien pitkäikäisyyden, tehokkuuden ja turvallisuuden varmistamiseksi. Nämä putket toimivat esteenä, joka suojaa lämmityselementtejä ankarista ympäristöistä, syövyttävistä materiaaleista ja mekaanisista rasituksista. Oikea valinta ei vain pidennä lämmittimen elinkaarta, vaan myös optimoi sen suorituskyvyn ja vähentää seisokkeja.

Lämmittimen suojausputken valinnan keskeiset näkökohdat

Lämmitinsuojaputken valittaessa on useita kriittisiä tekijöitä. Jokainen elementti on arvioitava huolellisesti vastaamaan sovelluksesi erityisiä vaatimuksia.

1. Käyttölämpötila

Prosessisi suurin käyttölämpötila on ensiarvoisen tärkeää. Lämmittimen suojaputket on valmistettu erilaisista materiaaleista, joista jokaisella on selkeä lämpötilaraja.

• Metalliset seokset: Lämpötiloissa yleensä alle 1200 ° C (2192 ° F), seokset, kuten Inconel 600, 310 ruostumatonta terästä ja Kanthal APM, ovat yleisiä.

  • Inconel 600: Tarjoaa erinomaista korkean lämpötilan lujuutta ja hapettumiskestävyyttä, jotka sopivat sovelluksiin noin 1150 ° C (2100 ° F).

  • 310 Ruostumaton teräs: Hyvä valinta lämpötiloihin noin 1050 ° C: seen (1922 ° F), mikä tarjoaa kunnollisen korroosion ja hapettumiskestävyyden.

  • Kanthal APM: Joissakin sovelluksissa jauheen metallurginen seos, joka kestää lämpötiloja 1250 ° C: seen (2282 ° F), joka tunnetaan sen ylemmän muodon stabiilisuudesta ja hiilihallinnasta ja nitridaatiosta.

• Keraamiset materiaalit: Erittäin korkeissa lämpötiloissa, jotka ylittävät usein 1200 ° C (2192 ° F), keraamiset materiaalit ovat välttämättömiä.

  • Alumiinioksidi (al₂o₃): Laajasti käytetty keraaminen, joka tarjoaa suuren lujuuden, erinomaisen sähköeristyksen ja hyvän kemiallisen resistenssin. Se voi tyypillisesti toimia jopa 1700 ° C (3092 ° F), puhtaudesta riippuen.

  • Mulliitti (3Al₂o₃ · 2Sio₂): Tarjoaa hyvän lämpöiskunkestävyyden ja korkean lämpötilan lujuuden, jota käytetään usein jopa 1600 ° C: iin (2912 ° F).

  • Piilarbidi (sic): Tunnetaan poikkeuksellisesta lämmönjohtavuudesta, korkeasta lujuudestaan ​​ja vastustuskyvystä lämpösholle ja hankaukselle. Sitä voidaan käyttää ilmakehän hapettamisessa 1650 ° C: iin (3000 ° F) ja jopa korkeammalla inertissä ilmakehissä.

  • Zirkoniumoksidi (zro₂): Tarjoaa erittäin suurta lujuutta ja sitkeyttä sekä hyvää korroosionkestävyyttä korkeissa lämpötiloissa, joita käytetään usein jopa 2000 ° C: iin (3632 ° F) tietyissä asteissa.

2. kemiallinen ympäristö

Ilmakehän tai lämmityselementin ympäröivän väliaineen kemiallinen koostumus on kriittinen tekijä. Syövyttävät kaasut, sulat metallit, kuonat tai spesifiset kemikaalit voivat nopeasti hajottaa suojaputken, jos materiaali ei ole kemiallisesti yhteensopiva.

• Hapettavat ilmakehät: Useimmat metalliset seokset ja keramiikka toimii hyvin hapettumisympäristöissä niiden lämpötilarajoissa.

• Amosfäärien vähentäminen: Tietyt metallit, kuten Inconel 600 tai spesifiset keraamiset koostumukset (esim. Jotkut sic -arvosanat), sopivat paremmin olosuhteiden vähentämiseen. Jotkut materiaalit, kuten piikarbidi, voivat muodostaa suojaavan piidioksidikerroksen hapettavissa ilmakehissä, mutta voivat hajoa erittäin vähentävässä ympäristössä ilman riittävää happea.

• Hapan tai emäksinen ympäristö: Keraamiset materiaalit tarjoavat yleensä paremman vastustuskyvyn ankarille kemiallisille hyökkäyksille metalleihin verrattuna, etenkin kohonneissa lämpötiloissa. Esimerkiksi korkeavarainen alumiinioksidi on erittäin resistentti monille hapolle ja alkalille.

• Sulat materiaalit: Kun upotetaan sulaan metalleihin, suoloihin tai lasiin, suojaputken on oltava täysin kestävä liukenemiselle, eroosiolle ja kemialliselle reaktiolle sulan faasin kanssa. Näihin vaativiin sovelluksiin valitaan usein piikarbidi- ja alumiinioksidi- tai zirkoniumoksidien erityiset arvosanat.

3. Mekaaninen rasitus ja lämpöisku

Harkitse kaikkia mekaanisia rasituksia, joita putki voi kohdata, kuten värähtely-, hankaus- tai paine -erot. Yhtä tärkeä on lämmönsimunkestävyys , mikä on materiaalin kyky kestää nopeat lämpötilan muutokset ilman halkeilua.

• Lämpökokki: Sovellukset, joihin liittyy usein pyöräilyä tai nopeaa lämmitystä/jäähdytystä, vaativat materiaaleja, joilla on korkea lämpö iskunkestävyys. Piharbidi ja mulliitti ovat tässä suhteessa erinomaisia ​​johtuen niiden alhaisemmista lämpölaajennuskertoimista ja suuremmasta lämmönjohtavuudesta verrattuna muihin keramiikoihin.

• Herha ja eroosio: Jos putki altistetaan hankaaville hiukkasille tai suuren nopeuden virtauksille, piikarbidi-kaltaiset materiaalit ovat edullisia niiden äärimmäisen kovuuden vuoksi.

• Fyysinen vaikutus: Vaikka suojaputkia ei yleensä ole suunniteltu raskaisiin iskuihin, materiaaleja, joilla on suurempi murtolujuus (esim. Zirkoniumoksidi), voidaan harkita sovelluksissa, joissa pieniä vaikutuksia on väistämätön.

4. läpäisevyys

Joissakin sovelluksissa suojaputken on oltava kaasu estää prosessikaasut saastuttamasta lämmityselementtiä tai ylläpitää tiettyä ilmakehää putkessa.

• Tiheä keramiikka: Sintroitu keramiikka, kuten korkeavarainen alumiinioksidi, piikarbidi ja zirkoniumoksidi, kun ne on valmistettu oikein, voivat olla käytännössä läpäisemättömiä kaasuille korkeissa lämpötiloissa.

• Huokoinen keramiikka: Jotkut keraamiset putket ovat huokoisempia eivätkä välttämättä sovellu sovelluksiin, jotka vaativat tiukkaa ilmakehän hallintaa.

5. Kustannukset ja saatavuus

Vaikka suorituskyky on ensiarvoisen tärkeää, kustannukset ja saatavuus ovat käytännön näkökohtia. Suorituskykyiset materiaalit ovat usein korkeampi hintalappu. On välttämätöntä tasapainottaa suorituskykyvaatimukset budjettirajoitteilla. Joskus hiukan vähemmän suorittava, mutta kustannustehokkaampi materiaali voi olla hyväksyttävää, jos se vastaa edelleen vähimmäisoperaatiovaatimuksia ja tarjoaa kohtuullisen elinajan.

Yleiset lämmittimen suojausputkimateriaalit ja niiden sovellukset