Vliv tepelného cyklování na životnost ohřívače kazet

Kazetový ohřívač, který si udržuje stálou teplotu, může vydržet roky. Stejný ohřívač se může za pár měsíců porouchat, pokud se použije v aplikaci, která se hodně zapíná a vypíná. V této nesrovnalosti nejsou žádné nejasnosti. Stává se to, když se ohřívač znovu a znovu zahřívá a ochlazuje, což se nazývá tepelné cyklování. Znalost toho, jak tepelné cyklování ovlivňuje ohřívače kazet, vám pomůže pochopit, proč jsou některá použití na ohřívače drsnější než jiná a jak zajistit jejich delší životnost.

Každá část topného tělesa se zvětšuje, když se zahřeje. Kovový plášť, izolátor z oxidu hořečnatého a odporový drát se zvětší. Všechny tyto části se zmenšují, když se ohřívač ochladí. K tomuto růstu a smršťování dochází pokaždé. Části uvnitř se mohou pohybovat po tisících cyklů. Odporový drát by se mohl uvnitř MgO trochu posunout. V samotném MgO se mohou tvořit mikro-trhliny. Konec drátu, který se připojuje k vodičům, prochází mechanickým namáháním při každém cyklu.

Jak špatné je poškození tepelného cyklování ovlivňuje několik věcí. Nejdůležitější je změna teploty. Ohřívač, který jde z 50 stupňů na 200 stupňů a zase zpět, je méně namáhán než ten, který jde z 50 stupňů na 500 stupňů a zase zpět. Čím více se teplota mění, tím více se věci roztahují a smršťují. Důležité je také tempo cyklu. Ohřívač, který se rychle zahřívá a ochlazuje, je více namáhán než ten, který mění teplotu pomalu. Těsnící lišty, které se zahřejí a ochladí během několika sekund, jsou jedním z nejnáročnějších použití.

Jak efektivně dokáže ohřívač zvládnout tepelné cyklování, závisí na tom, jak byl postaven. Ohřívače s oxidem hořečnatým, který je těsně zabalen, mají menší vnitřní pohyb než ty s izolací, která je volně zabalená. Zhutnění udržuje odporový drát na místě, takže se nepohybuje, když se ohřívač roztahuje a smršťuje. Ohřívače, které mají vnitřní nosné systémy, jako jsou keramické rozpěrky nebo středové tyče, jsou stabilnější. Neméně důležitá je kvalita konce. Kované-konstrukce, kde jsou vodiče utěsněny uvnitř ohřívače, funguje lépe pro tepelné cyklování než zalisované-na konstrukci, kde je zakončení venku.

Způsob instalace ohřívače ovlivňuje to, jak jej ovlivní tepelné cykly. Ohřívač, který se může ve své dutině volně roztahovat a smršťovat, má menší vnitřní napětí než ohřívač, který je takto omezen. Expanzní síla nemá kam jít, pokud ohřívač narazí na dno slepé dutiny nebo je pevně sevřen na konci přívodu. Ohřívač musí přijmout toto namáhání, které může zlomit MgO nebo opotřebovat odporový drát. Toto napětí je sníženo ponecháním malé mezery pro expanzi na špičce a použitím upevnění, které umožňuje konec olova trochu pohybovat.

Pokud potřebujete používat ohřívač, který se bude často používat k tepelnému cyklování, musíte si vybrat ten, který je vyroben pro cyklický provoz. To zahrnuje výběr ohřívače se silnou vnitřní strukturou, materiálem pláště, který zůstává pevný i při kolísání teploty, a zakončením, které zvládne opakované namáhání. Pokud jde o teplotní cykly, pláště Incoloy® jsou často lepší než běžná nerezová ocel, protože si lépe zachovávají své mechanické vlastnosti. Niklové vodiče v kované-konstrukci lépe zvládají opakovaný pohyb než konvenční vodiče v krimpovaném-provedení.

Tepelné cyklování je jedním z nejčastějších důvodů, proč se topná tělesa porouchají dříve, než by měla. Poškození narůstá v průběhu času a obvykle není patrné, dokud se topidlo nerozbije. Ohřívač, který byl použit tisíckrát, může navenek vypadat skvěle, ale MgO prasklo, drát se pohnul a zakončení je slabší. Když se něco pokazí, často se to stane najednou. Ale procedura začala v prvním cyklu. Vědět, jak to funguje, vám umožní vybrat si topná tělesa a navrhnout instalace, které snižují účinky tepelného cyklování, což jim umožňuje vydržet déle i v těch nejnáročnějších cyklických aplikacích.