Průvodce výběrem: Vytvoření specifikace pro 650stupňový vysokoteplotní-ohřívač kazet

Výběr topného tělesa pro použití při 650 stupních je důležitým inženýrským úkolem, nejen jednoduchým nákupem. Pokud použijete typickou logiku výběru nebo katalogové parametry, určitě neuspějete, protože tepelné, mechanické a chemické požadavky při této teplotě nedávají prostor pro chyby. Tento tutoriál vám poskytne organizovaný technický způsob, jak vybrat ohřívač, který bude dobře fungovat a dlouho vydrží.

Fáze 1: Velmi podrobně popište aplikaci
Předpokládejme, že věci jsou méně spolehlivé.​Zapište si každý parametr.


Tepelný profil:

Nastavená nebo cílová teplota: 650 stupňů Celsia.

Provozní režim: Nepřetržitý provoz nebo cyklický (nastavte dobu cyklu a teplotní výkyv).

Doba potřebná k zahřátí: z pokojové teploty na 650 stupňů . To nám říká, jaké jsou dočasné požadavky na energii.

Okolní teplota kolem ohřívače: Je v troubě, na místě, kde může volně cirkulovat vzduch, nebo v malém prostoru? Tím se změní hodnocení přívodního vodiče.

Podrobnosti o systému a prostředí:

Materiál a hmotnost hostitele (nástroje): Uveďte přesnou slitinu (jako je nástrojová ocel H13 nebo hliník 6061) a hmotu, která se zahřívá. Důležité pro zjištění, jak velký výkon a jak přizpůsobit expanzi.

Atmosférou může být čistý vzduch, inertní plyn (N2, Ar), vakuum, oxidační plyn, karburační plyn nebo korozivní páry (HCl, H2S, chlór). To rozhoduje o tom, jaký druh slitiny pláště použít.

Podrobnosti pro instalaci: Uveďte úplný náčrt montážního otvoru, včetně jeho průměru, hloubky, zda se jedná o slepý nebo průchozí otvor a kde je ve vztahu k vyhřívanému povrchu. Sdělte nám prosím, jakou povrchovou úpravu potřebujete (například 32 µ-in).

Fáze 2: Vyberte si slitinu pláště-Klíč k přežití"Nerezová ocel" není dobrá specifikace.​ Je nutné specifikovat slitinu.

Nekvalitní slitiny: 304, 321 a 316L nejsou vhodné pro 650 stupňů po dlouhou dobu. Budou oxidovat, stanou se citlivými a budou se velmi špatně plazit.

Minimální životaschopná slitina: Nerezová ocel 310S (UNS S31008). Má základní úroveň odolnosti proti oxidaci, ale běží na maximální úrovni s malým prostorem pro chyby. Kompromis pro aplikace, které nejsou tak důležité.

Doporučená standardní slitina je RA 330 (UNS N08330). Tato slitina niklu-železa-chrómu byla vyrobena tak, aby dobře fungovala při vysokých teplotách. Je velmi odolný vůči oxidaci, má dobrou pevnost a zvládne nauhličování a nitridaci až do 1150 stupňů. Poskytuje většině průmyslových použití při 650 stupních extra bezpečnost a prodlouženou životnost, kterou potřebují.

Incoloy 800H/HT (UNS N08810/11) je vysoce-kvalitní slitina, kterou lze použít mnoha různými způsoby. Pro nejnáročnější práce, jako jsou extrémní změny teplot, velké mechanické zatížení nebo malé množství korozivních materiálů. Má lepší pevnost při tečení a odolnost proti tepelné únavě.

Pro situace se známým chlórem nebo sírou může být zapotřebí Inconel 600/601 nebo jiné speciální slitiny.

Výstup specifikace: "Materiál pláště musí být RA 330 (UNS N08330). Materiál bude certifikován.

Krok 3: Proveďte výpočet hustoty výkonu a wattu
Přetížení ohřívače je nejtypičtějším důvodem jeho poruchy.

Najděte výkon v ustáleném{0}}stavu (Q_ss) tím, že zjistíte, kolik tepla nástroj ztrácí při 650 stupních zářením, prouděním a vedením. To je obvykle největší zátěž.

Chcete-li zjistit přechodný výkon pro zahřátí- (Q_trans), použijte tento vzorec: Energie=(hmotnost nástroje) x (specifické teplo) x (ΔT z okolního na 650 stupňů ). Chcete-li zjistit průměrný výkon, vydělte čas potřebný k zahřátí.

Chcete-li zjistit celkový výkon ohřívače (Q_total), přidejte maximum Q_ss a Q_trans a poté pro jistotu přidejte 20 %. Bezpečnostní faktor je pro změny napětí a stárnutí, nikoli pro opravu špatného návrhu.

Vyberte standardní průměr, který odpovídá otvoru, a poté zjistěte, jakou plochu potřebujete. A=π * D * L_heated. Vyhřívaná délka (L_heated) je pro vás nejdůležitější číslo.

Chcete-li zjistit hustotu povrchového wattu (WD), použijte vzorec WD=Q_total / A.

Použijte omezení wattové hustoty: Pro plášť, který má 650 stupňů, je nejvyšší povolená wattová hustota spíše nízká. U oceli je bezpečný objektiv < 15–20 W/in² (2,3–3,1 W/cm²); u špatných vodičů by měla být nižší. Musíte zvětšit délku zahřátí (L_heated), abyste zvětšili plochu povrchu, pokud je vypočtená WD vyšší než tato. Toto není předmětem diskuse.

Výstup specifikace: "Ohřívač musí být dimenzován na X Watt při Y Voltech." Hustota plošného wattu nesmí být větší než ZW/in². Chcete-li získat správnou povrchovou plochu, zahřívaná délka by měla být L mm.

Krok 4: Nastavte mechanickou konfiguraci a tolerance
Přesnost zajišťuje, že se teplo pohybuje.

Průměr a tolerance: Uveďte nominální vnější průměr a toleranci, například 12,7 mm +0.00/-0,02 mm. Otvor by měl být vyříznut tak, aby odpovídal lisovanému nebo přechodovému uložení, jako je H7/p6.

Vyhřívaná délka a studená zóna: Dávejte pozor, abyste uvedli přesnou délku zahřátí a potřebnou délku nevyhřívané "studené zóny", aby těsnění a koncovky zůstaly mimo horkou dutinu.

Konfigurace svodů: Z důvodu spolehlivosti nastavte jako výchozí kabel minerální{0}}izolovaný (MI). Uveďte délku přívodu, výstupní úhel (rovný nebo 90 stupňů) a izolaci/ochranu (např. oplet z nerezové oceli).

Fáze 5: Konstrukce a požadavky na kvalitu
Kvalita je definována věcmi, které nelze vidět.

"MgO izolace musí být izostaticky lisována (CIP/HIP) na maximální hustotu."

Hermetické těsnění: "Ohřívač musí mít hermetické těsnění z keramiky na kov nebo sklo na kov. Těsnění z epoxidu nebo silikonu není v pořádku.

Integrovaný senzor: "Ohřívač musí mít na špičce nebo uprostřed uzemněný termočlánek typu K (nebo N) s minerální -izolací typu K (nebo N), aby byla zajištěna funkce vysokého-limitu."

Electrical Testing: "Every unit will be tested 100% and given a report that shows the Hi-Pot test (XXXX VAC), the insulation resistance (>XXXX MΩ při 500 V DC) a ověření odolnosti proti chladu."

Fáze 6: Požadavky na instalaci a ovládání
Ohřívač musí spolupracovat se systémem.

Instalace:​ Ujasněte si, že je nutné použít vysokoteplotní pastu pro tepelné rozhraní a že ve slepých otvorech musí být axiální dilatační mezera (vypočteno a vyznačeno).

Ovládání: Vyžaduje použití PID regulátoru s fázovou -úhlovou modulací výkonu SCR a samostatným, pevně zapojeným bezpečnostním limitním regulátorem.

Na závěr specifikace jako výstup

Postup výběru 650stupňového ohřívače kazet končí podrobným dokumentem se specifikací-založeným na výkonu, který je zaslán potenciálním prodejcům. Tato metoda mění dynamiku z procházení katalogů na vyžádání odhadu na zakázku-vyrobenou součást, která vyhovuje konkrétním technickým potřebám.

Nejdůležitější věcí, kterou můžete udělat, abyste se vyhnuli prostojům, ochránili své kapitálové nástroje a udrželi svůj proces stabilní, je dát práci s předstihem. Správně specifikovaná cena ohřívače na míru je vždy nižší než cena standardního zboží, které nefunguje tak, jak má. U vysokoteplotního-topení se nemůžete spolehnout pouze na vyhledávání v katalogu; je zabudován do specifikace.