Hogyan válasszunk egy fűtőelemes csövet?

A jog kiválasztása fűtőberendezés elengedhetetlen a fűtési elemek hosszú élettartamának, hatékonyságának és biztonságának biztosításában. Ezek a csövek akadályként szolgálnak, megóvják a fűtési elemeket a kemény környezetből, a korrozív anyagoktól és a mechanikai feszültségektől. A megfelelő kiválasztás nemcsak meghosszabbítja a fűtés élettartamát, hanem optimalizálja annak teljesítményét és csökkenti az állásidőt.

Fő szempontok a fűtőelemes cső kiválasztásához

Számos kritikus tényező jelentkezik a fűtőberendezés kiválasztásakor. Minden elemet gondosan ki kell értékelni, hogy megfeleljen az alkalmazás konkrét igényeinek.

1. üzemi hőmérséklet

A folyamat maximális üzemi hőmérséklete kiemelkedően fontos. A fűtőelemes csövek különféle anyagokból készülnek, mindegyik megkülönböztetett hőmérsékleti határértékkel.

• Fémötvözetek: Az 1200 ° C (2192 ° F) alatti hőmérsékletek esetében az olyan ötvözetek, mint az Inconsel 600, 310 rozsdamentes acél és a Kanthal APM, gyakoriak.

  • Inconel 600: Kiváló, magas hőmérsékletű szilárdsági és oxidációs ellenállást kínál, amely körülbelül 1150 ° C (2100 ° F) alkalmazásra alkalmas.

  • 310 rozsdamentes acél: Jó választás a hőmérsékletek számára, akár körülbelül 1050 ° C -ig (1922 ° F), amely tisztességes korrózió és oxidációs ellenállást biztosít.

  • Kanthal APM: Egy porkohászati ​​ötvözet, amely képes ellenállni a hőmérsékleteknek 1250 ° C -ig (2282 ° F), egyes alkalmazásokban, amelyek ismertek a kiemelkedő formájú stabilitásról és a karburizáció és a nitridáció elleni ellenállásról.

• Kerámia anyagok: Rendkívül magas hőmérsékleten, gyakran meghaladja a 1200 ° C -ot (2192 ° F), a kerámia anyagok nélkülözhetetlenek.

  • Alumínium -oxid (al₂o₃): Széles körben használt kerámia, nagy szilárdságot, kiváló elektromos szigetelést és jó kémiai ellenállást kínál. A tisztaságtól függően általában 1700 ° C (3092 ° F) is működhet.

  • Mullit (3Al₂o₃ · 2Sio₂): Jó hőkezelő ellenállást és magas hőmérsékleti szilárdságot biztosít, amelyet gyakran 1600 ° C-ig (2912 ° F) használnak.

  • Szilícium -karbid (sic): Kivételes hővezető képességéről, nagy szilárdságáról, valamint a termikus sokk és a kopás elleni ellenállásról ismert. Használható a légkör oxidálására 1650 ° C -ig (3000 ° F) és még nagyobb inert légkörben.

  • Cirkónium (zro₂): Nagyon nagy szilárdságot és keménységet kínál, valamint jó hőmérsékleten jó korrózióállóságot, gyakran 2000 ° C -ig (3632 ° F).

2. Kémiai környezet

A fűtőelemet körülvevő légkör vagy közeg kémiai összetétele kritikus tényező. A korrozív gázok, olvadt fémek, salak vagy specifikus vegyi anyagok gyorsan lebonthatják a védelmi csövet, ha az anyag nem kémiailag kompatibilis.

• Oxidáló atmoszférák: A legtöbb fémötvözet és kerámia jól teljesíti a hőmérsékleti határokon belüli oxidáló környezetet.

• A légkör csökkentése: Bizonyos fémek, például az Inconel 600 vagy a specifikus kerámia kompozíciók (például néhány SIC fokozat) jobban megfelelnek a feltételek csökkentésére. Egyes anyagok, mint például a szilícium -karbid, védő szilícium -dioxidréteget képezhetnek az oxidáló atmoszférában, de elegendő oxigén nélkül lebomolhatnak erősen redukáló környezetben.

• Savas vagy lúgos környezet: A kerámia anyagok általában kiválóan ellenállnak a szigorú kémiai támadásoknak, mint a fémek, különösen megnövekedett hőmérsékleten. Például a nagy tisztaságú alumínium-oxid nagyon ellenálló sok savval és lúgokkal szemben.

• Olvadt anyagok: Az olvadt fémekbe, sókba vagy üvegbe merítve, a védelmi csőnek teljesen ellenállónak kell lennie az oldódás, az erózió és az olvadt fázisú kémiai reakció ellen. A szilícium -karbidot és az alumínium -oxid vagy a cirkónium -os fokozatot gyakran választják ezekre az igényes alkalmazásokra.

3. Mechanikai feszültség és hő sokk

Vegye figyelembe az esetleges mechanikus feszültségeket, amelyekkel a cső találkozhat, például rezgés, kopás vagy nyomáskülönbség. Ugyanilyen fontos az termikus ütésállóság , amely az anyag azon képessége, hogy repedés nélkül ellenálljon a gyors hőmérsékleti változásoknak.

• Termikus sokk: A gyakori kerékpározással vagy a gyors fűtéssel/hűtéssel járó alkalmazások nagy hőhatású ellenállású anyagokat igényelnek. A szilícium -karbid és a mullite kiválóan alkalmas e tekintetben, mivel alacsonyabb hőtágulási együtthatók és nagyobb hővezetőképességük van más kerámiákhoz képest.

• Kopás és erózió: Ha a csövet csiszoló részecskéknek vagy nagysebességű áramlásoknak teszik ki, akkor az olyan anyagok, mint a szilícium-karbid, szélsőséges keménységük miatt előnyben részesülnek.

• Fizikai hatás: Míg a védelmi csöveket általában nem nehéz hatásokra tervezték, a nagyobb törés -szilárdságú anyagokat (például cirkóniumot) lehet fontolóra venni olyan alkalmazásoknál, ahol a kisebb hatások elkerülhetetlenek.

4. Permeabilitás

Egyes alkalmazásokban a védelmi csőnek kell lennie gáztálló annak megakadályozása érdekében, hogy a feldolgozó gázok a fűtési elem szennyeződjenek, vagy egy specifikus légkör fenntartsa a csőben.

• Sűrű kerámia: A szinterelt kerámia, például a nagy tisztességű alumínium-oxid, a szilícium-karbid és a cirkónia, ha megfelelően gyártják, gyakorlatilag áthatolhatók magas hőmérsékleten a gázokhoz.

• Porózus kerámia: Egyes kerámiacsövek porózusabbak, és valószínűleg nem alkalmasak szigorú légköri ellenőrzést igénylő alkalmazásokra.

5. Költség és elérhetőség

Noha a teljesítmény kiemelkedő fontosságú, a költségek és a rendelkezésre állás gyakorlati megfontolások. A nagy teljesítményű anyagok gyakran magasabb árcédulával érkeznek. Alapvető fontosságú, hogy a teljesítményigényt a költségvetési korlátokkal kiegyensúlyozzuk. Időnként egy kissé kevésbé teljesítményű, de költséghatékonyabb anyag elfogadható lehet, ha továbbra is megfelel a minimális működési követelményeknek, és ésszerű élettartamot kínál.

Általános fűtőberendező cső anyagok és alkalmazásuk