Miksi nikromilämmityselementit epäonnistuvat: 8 yleistä syytä ja kuinka käämin käyttöikää pidentää

Nikromilämmityselementit tunnetaan korkeasta sähkövastuksesta, hyvästä hapettumisenkestävyydestä ja luotettavasta suorituskyvystä korkeissa lämpötiloissa. Tästä syystä nikkeli-kromi-resistenssiseoksia käytetään laajalti teollisuusuuneissa, uuneissa, kuivaimissa, tiivistyskoneissa, sähkölämmittimissä, uuneissa, laboratoriolaitteissa ja monissa muissa sähkölämmitysjärjestelmissä.

Mutta nikromilanka ei kestä ikuisesti.

Lämmityspatteri, joka palaa toistuvasti, kehittää kirkkaita kuumia kohtia, painuu, muuttuu hauraaksi tai katkeaa terminaalin lähellä, näyttää yleensä lopputuloksen jo jonkin aikaa kehittyneestä ongelmasta.

Nopea vastaus: Nikromilämmityselementit epäonnistuvat useimmiten elementtien liiallisen lämpötilan, hapettumisen, paikallisten kuumapisteiden, toistuvien lämpöjaksojen, väärän sähkökuormituksen, kelan huonon geometrian tai tuen, syövyttävän saastumisen ja heikkojen sähköisten tai mekaanisten liitäntöjen vuoksi.

Monissa tapauksissa johdon vaihtaminen korjaamatta taustalla olevaa syytä johtaa yksinkertaisesti toiseen ennenaikaiseen vikaan.

Tässä oppaassa selitetään kahdeksan yleisintä Nichrome-lämmityselementin vian syytä, kuinka ne voidaan tunnistaa ja mitä insinöörit ja huoltotiimit voivat tehdä lämmityspatterin käyttöiän pidentämiseksi.

Mikä aiheuttaa nichrome-lämmityselementin epäonnistumisen?

Kahdeksan yleisintä syytä ovat:

1. Liiallinen käyttölämpötila tai pintakuormitus

2. Suojaavan oksidikerroksen hapettuminen ja heikkeneminen

3. Paikalliset kuumat kohdat

4. Toistuva lämpöpyöräily ja lämpöshokki

5. Virheellinen johdon halkaisija, vastus, jännite tai teho

6. Virheellinen kelojen väli, painuminen tai riittämätön tuki

7. Kemiallinen saastuminen ja syövyttävät uuniympäristöt

8. Huonot liitännät, tärinä ja mekaaninen rasitus

Nämä syyt ovat usein vuorovaikutuksessa.

Esimerkiksi liiallinen lämpötila kiihdyttää hapettumista. Hapetus vähentää asteittain langan tehollista poikkileikkausta. Ohuempi osa kehittää korkeamman paikallisen vastuksen, mikä luo kuuman pisteen. Kuuma piste kuumenee sitten entisestään ja hapettuu nopeammin, kunnes kela lopulta palaa läpi.

Tämän ketjureaktion ymmärtäminen on välttämätöntä ennenaikaisten elementtien vianmäärityksessä.

Kuinka nichrome-lämmityselementit toimivat

Nichrome on nikkeli-kromi-resistenssiseosten perhe, jota käytetään yleisesti sähkölämmitykseen.

Kun sähkövirta kulkee johtimen läpi, sähkövastus muuttaa sähköenergian lämmöksi Joule-lämmityksen kautta.

Sähköiset perussuhteet ovat:

P = V × I

P = I⊃2;R

P = V⊃2; /R

Jossa:

• P = teho

• V = jännite

• I = nykyinen

• R = sähkövastus

Johdon resistanssi voidaan kuvata myös suunnilleen seuraavasti:

R = ρL / A

Jossa:

• ρ = lejeeringin sähköinen ominaisvastus

• L = langan pituus

• A = langan poikkipinta-ala

Tämä suhde on erityisen tärkeä diagnosoitaessa lämmityselementin vikaa.

Jos hapettuminen, korroosio, kuluminen tai mekaaniset vauriot pienentävät yhden pienen langan poikkipinta-alaa, kyseisen osan vastus kasvaa.

Vaurioitunut osa voi sitten tuottaa enemmän paikallista lämpöä kuin ympäröivä lanka.

Näin pienestä viasta voi kehittyä tuhoisa kuuma piste.

1. Liiallinen käyttölämpötila tai pintakuorma

Elementtien liiallinen lämpötila on yksi tärkeimmistä syistä ennenaikaiseen nichrome-vikaan.

Näiden välillä on suuri ero:

• uunin lämpötila,

• lämmitetyn ilman lämpötila,

• työkappaleen lämpötila ja

• lämmityslangan todellinen pintalämpötila.

Uuni voi toimia 800 °C:ssa, kun itse nikromilanka on huomattavasti kuumempi.

Tämä ero jää usein huomiotta.

Miksi liiallinen lämpötila vahingoittaa nichromia

Kun langan lämpötila nousee:

• hapettuminen kiihtyy,

• viruminen ja muodonmuutos muuttuvat vakavammiksi,

• suojaava oksidihilse kokee enemmän stressiä,

• metallin lujuus heikkenee,

• kelan roikkuminen on todennäköisempää,

• ja elementin käyttöikä laskee nopeasti.

Jatkuvasti lähellä käytännöllistä lämpötilarajaansa toimivalla langalla on normaalisti paljon lyhyempi käyttöikä kuin samalla seoksella, jota käytetään alhaisemmassa elementin lämpötilassa.

Pintakuormalla on yhtä paljon merkitystä kuin kokonaisteholla

Lämmityselementtien suunnittelijat arvioivat usein pintakuormitusta , jota kutsutaan myös pintawattitiheydeksi.

Pyöreä vastuslanka:

Pintakuorma = Teho / langan pinta-ala

Pyöreälle langalle, jonka halkaisija on d ja lämmitetty pituus L :

Pinta-ala = π × d × L

Suurempi wattitiheys tarkoittaa, että jokaisesta langan pintayksiköstä on poistuttava enemmän lämpöä.

Jos lämpö ei pääse poistumaan tarpeeksi nopeasti, langan lämpötila nousee.

Tästä syystä sama Nichrome-käämi voi toimia menestyksekkäästi voimakkaassa pakotetussa ilmavirrassa, mutta ylikuumentua voimakkaasti, jos ilmavirtaus rajoittuu.

Yleisiä syitä elementtien liialliseen lämpötilaan

Näitä ovat:

• liian korkea wattitiheys,

• riittämätön langan pituus,

• langan halkaisija on liian pieni,

• väärä syöttöjännite,

• rajoitettu ilmavirtaus,

• tukossa olevat suodattimet,

• vialliset jäähdytystuulettimet,

• huono lämmönsiirto,

• ulkoilmaan suunniteltua elementtiä ympäröivä eristys,

• tai käyttää lämmitintä sen alkuperäisen tehon yläpuolella.

Tyypillisiä varoitusmerkkejä

Etsiä:

• koko kela hehkuu paljon normaalia kirkkaammin,

• nopea värinmuutos,

• progressiivinen notko,

• toistuva elementin palaminen,

• epänormaali lämpötilan nousu ilmavirran vaihdon jälkeen,

• tai dramaattisesti lyhyempi patterin käyttöikä lämmittimen tehon lisäämisen jälkeen.

Kuinka estää se

Vähennä todellista elementin lämpötilaa sen sijaan, että keskittyisit vain uunin asetusarvoon.

Mahdollisia ratkaisuja ovat mm.

• kasvaa langan halkaisijaa,

• lisää langan kokonaispituutta,

• sähkökuorman vähentäminen,

• parantaa ilmavirtaa,

• kasvava säteilevä pinta-ala,

• vähentää wattitiheyttä,

• tai valitse sopivampi lämmitysseos.

2. Suojaavan kromioksidikerroksen hapettuminen ja hajoaminen

Nikromi kestää korkeita lämpötiloja pitkälti, koska seoksessa oleva kromi muodostaa suojaavan oksidikerroksen langan pinnalle.

Tämä kromirikas oksidi auttaa hidastamaan alla olevan metallin hapettumista edelleen.

Suojakerros ei kuitenkaan ole pysyvä.

Pitkäaikaisen käytön aikana se voi:

• kasvaa,

• crack,

• hiutale,

• haihtua,

• saastua,

• tai uudistaa toistuvasti lämpösyklin jälkeen.

Joka kerta kun tuore metalli paljastetaan, lisää kromia kuluu suojaavan pinnan luomiseen.

Ajan myötä tämä vaikuttaa metallisen poikkileikkauksen menettämiseen.

Miksi hapettuminen lopulta aiheuttaa epäonnistumisen

Kuvittele, että 1,0 mm:n lanka ohenee vähitellen yhdessä paikassa.

Koska sähkövastus kasvaa poikkipinta-alan pienentyessä, tuo ohuempi alue kehittää korkeamman paikallisresistanssin.

Tuloksena on positiivinen palautesilmukka:

Hapetus → ohuempi lanka → suurempi paikallinen vastus → korkeampi paikallinen lämpötila → nopeampi hapettuminen → mahdollinen palaminen

Tästä syystä epäonnistuneet nichrome-kelat näyttävät usein huomattavasti ohuemmilta lähellä murtumiskohtaa.

Hapetus muuttuu vakavammaksi, kun:

• elementin lämpötila on liian korkea,

• lämmitys- ja jäähdytysjaksot ovat toistuvia,

• langan halkaisija on hyvin pieni,

• suojaava oksidikerros on mekaanisesti vaurioitunut,

• prosessiilmapiiri sisältää haitallisia epäpuhtauksia,

• tai kerrostumat estävät tasaisen lämmön haihtumisen.

Kuinka vähentää hapettumiseen liittyvää vikaa

Pidä elementti suositeltujen käyttöolosuhteiden sisällä valitulle NiCr-laadulle.

Vältä myös tarpeetonta aggressiivista päälle/pois-pyöräilyä ja pidä lämmityskammio puhtaana.

Korkean lämpötilan sovelluksissa paksumpi lanka voi myös tarjota pidemmän potentiaalisen käyttöiän, koska saatavilla on enemmän seosmateriaalia suhteessa sen paljaaseen pinta-alaan.

3. Paikalliset hot Spotit

Kuuma piste on pieni osa lämmityslangasta, joka toimii huomattavasti korkeammassa lämpötilassa kuin muu elementti.

Se on yksi selkeimmistä varoitusmerkeistä lähestyvästä kelan viasta.

Paikallinen osa voi hehkua oranssina tai keltaisena, kun taas muu kela pysyy himmeän punaisena.

Tätä kirkasta osaa ei pidä jättää huomiotta.

Miksi kuumia kohtia muodostuu

Kuumat pisteet voivat johtua seuraavista:

• langan halkaisijan paikallinen pienentäminen,

• hapettuminen,

• korroosio,

• vaurioitunut lanka,

• mutkia tai naarmuja,

• epätasainen kelaväli,

• kela kääntyy koskettaen,

• huono ilmavirtaus,

• kerrostumat elementin osassa,

• vaurioitunut tukikeramiikka,

• tai huonot sähköliitännät.

Tarkastellaan langan osaa, jonka halkaisija on pienentynyt hapettumisen vuoksi.

Koska:

R = ρL / A

pinta-alan pienentäminen lisää vastustuskykyä.

Koska resistiivinen lämmitys liittyy virtaan ja vastukseen:

P = I⊃2;R

vaurioitunut osa voi tuottaa suhteettoman korkeaa paikallista lämpöä.

Korkeampi lämpötila kiihdyttää sitten hapettumista täsmälleen samassa paikassa.

Tämä luo itseään vahvistavan vikamekanismin.

Varoitusmerkkejä kuumapisteiden muodostumisesta

Tarkista elementti:

• yksi epätavallisen kirkas osa,

• paikallinen harvennus,

• epäsäännöllinen kelan nousu,

• vääntyneet tuet,

• viereiset käännökset koskettavat,

• saostumia langalla,

• tai murtuma suoraan aiemmin värjäytyneen alueen vieressä.

Mitä tehdä, kun kuuma piste ilmestyy

Älä vain odota, että elementti rikkoutuu.

Selvitä, miksi tämä osio on kuumempi.

Tarkista:

• kelojen väli,

• ilmavirta,

• sähköinen kuormitus,

• tukitila,

• paikallinen saastuminen,

• langan halkaisija,

• ja päätevastus.

Kuuma piste on yleensä oire toisesta ongelmasta.

4. Toistuva lämpöpyöräily ja lämpöshokki

Aina kun lämmityselementtiin kytketään virta, Nichrome laajenee.

Joka kerta kun se jäähtyy, se supistuu.

Metalli ja sen oksidikerros eivät reagoi lämpötilan muutoksiin täsmälleen samalla tavalla.

Toistuva lämmitys ja jäähdytys aiheuttaa siksi mekaanista ja lämpöjännitystä.

Satojen tai tuhansien syklien aikana nämä rasitukset voivat vaikuttaa:

• oksidihalkeilu,

• oksidihalkeilu,

• metallin väsyminen,

• muodonmuutos,

• kelan geometrian menetys,

• ja mahdollinen murtuma.

Miksi nopea pyöräily on erityisen haitallista

Tasaisesti kontrolloidussa lämpötilassa toimiva lämmitin voi joskus kokea vähemmän rasitusta kuin kylmästä täyteen tehoon toistuvasti kytketty lämmitin.

Aggressiivinen päälle/pois-ohjaus voi altistaa elementin tuhansille suurille lämpötilanvaihteluille.

Ongelma pahenee, kun lämmitys- ja jäähdytysnopeus on erittäin nopea.

Kuinka pidentää käyttöikää syklisissä sovelluksissa

Aina kun prosessi sallii:

• välttää tarpeetonta täyden tehon päälle/pois kytkemistä,

• käytä oikein viritettyä lämpötilan säätöä,

• vähentää ylitystä,

• rajoittaa erittäin nopeita lämpötilaramppeja,

• ja vältä kuuman elementin äkillistä jäähtymistä.

Sovelluksissa, jotka edellyttävät luonnostaan ​​toistuvaa pyöräilyä, materiaalin valinta ja kelojen tuki ovat entistä tärkeämpiä.

5. Virheellinen johdon halkaisija, vastus, jännite tai teho

Yllättävän suuri määrä lämmityselementtivikoja alkaa ennen kuin lämmitin kytketään päälle.

Perimmäinen syy on väärä sähkösuunnittelu.

Nikromilankaa ei pidä valita pelkästään halkaisijan perusteella.

Suunnittelijan tulee ottaa huomioon:

• syöttöjännite,

• tarvittava teho,

• kohteen vastus,

• seoksen resistanssi,

• langan halkaisija,

• langan pituus,

• käyttölämpötila,

• pintakuormitus,

• ja lämmönsiirtoolosuhteet.

Esimerkki: resistanssi vaaditaan 2 kW:n lämmittimelle

240 V:lla ja 2000 W:lla toimiva lämmitin:

R = V⊃2; /P

R = 240°2; / 2000

R = 28,8 Ω

Valitun nikromilangan halkaisijan ja pituuden on tuotettava suunnilleen vaadittu resistanssi ja samalla säilytettävä hyväksyttävä pintakuormitus.

Lyhyemmän tai ohuemman langan käyttö yksinkertaisesti siksi, että se sopii fyysisesti lämmittimeen, voi johtaa ylilämpötilaan.

Miksi ohuempi lanka epäonnistuu usein nopeammin

Ohut lanka tarjoaa:

• suurempi vastus pituusyksikköä kohti,

• vähemmän metallista poikkileikkausta,

• käytettävissä on vähemmän materiaalia, joka kestää hapettumista,

• ja yleensä suurempi herkkyys pienille mittamuutoksiin.

Erittäin ohut lanka voi siksi olla erityisen herkkä korkeissa lämpötiloissa ja pitkäikäisissä sovelluksissa.

Jännitevirheet ovat erityisen vaarallisia

Koska:

P = V⊃2; /R

jopa kohtalainen jännitteen nousu voi lisätä merkittävästi lämmittimen tehoa.

Tarkista aina todellinen syöttöjännite sen sijaan, että luottaisi vain laitteen nimellisarvoon.

6. Huono kelaväli, painuminen ja riittämätön tuki

Nikromikäämi ei ole vain sähkökomponentti.

Se on myös mekaaninen rakenne, joka toimii korkeassa lämpötilassa.

Kelan geometria vaikuttaa:

• lämmönjako,

• säteily,

• ilmavirta,

• laajennus,

• mekaaninen vakaus,

• ja sähköeristys.

Mitä tapahtuu, kun kelojen väli on väärä?

Jos käännökset on pakattu liian lähelle, viereiset osat voivat säteillä lämpöä toisiinsa.

Tämä vähentää paikallista lämmön haihtumista ja nostaa elementin lämpötilaa.

Jos käännökset lopulta koskettavat, virta voi ohittaa osan käämistä.

Tämä muuttaa jäljellä olevan elementin tehollista vastusta ja sähköistä kuormitusta.

Tuloksena voi olla erittäin epätasainen lämmitys.

Miksi nikromikelat putoavat

Korotetussa lämpötilassa lanka heikkenee mekaanisesti.

Painovoima, lämpölaajeneminen, riittämätön tuki ja liiallinen lämpötila voivat vähitellen muuttaa kelan muotoa.

Roikkuminen voi mahdollistaa kelan:

• kosketa toista kelaa,

• kosketa metallikoteloon,

• siirtyä pois suunnitellusta ilmavirrasta,

• tai kohdista liiallista voimaa liittimiin.

Ennaltaehkäisy

Käytä sopivia keraamisia tukia, uria, välikappaleita tai eristäviä osia.

Elementillä tulee olla riittävästi vapautta laajentua termisesti olematta niin löysä, että se voi painua tai liikkua hallitsemattomasti.

Myös tasainen kelan nousu on tärkeää.

Jos yksi osa puristetaan tiukasti kokoon, kun taas toinen on laajasti venytetty, lämmön jakautuminen ei ole tasaista.

7. Kemiallinen saastuminen ja syövyttävät ilmakehät

Nikromi toimii hyvin monissa korkeissa lämpötiloissa, mutta 'hapetuksenkestävä' ei tarkoita 'immuniteettia kaikille uunin ilmakehille'.

Prosessin epäpuhtaudet voivat hyökätä joko suojaavaan oksidikerrokseen tai itse seokseen.

Mahdollisesti haitalliset epäpuhtaudet voivat olla peräisin:

• rikkiä sisältävät yhdisteet,

• halogeenit,

• klooria sisältävät materiaalit,

• suolat,

• virtaukset,

• metallihöyryt,

• öljyt,

• voiteluaineet,

• puhdistuskemikaalit,

• uunin eristys,

• keramiikka,

• tai käsiteltäviä materiaaleja.

Miksi saastuminen voi aiheuttaa nopean epäonnistumisen

Epäpuhtaudet voivat häiritä normaalia oksidin muodostumista tai muodostaa matalassa lämpötilassa sulavaa yhdistettä elementin pinnalle.

Tuloksena oleva hyökkäys voi olla erittäin paikallinen.

Tämä tekee kemiallisesta kontaminaatiosta erityisen vaarallisen, koska koko kela voi näyttää hyväksyttävältä, kun yksi pieni osa vaurioituu nopeasti.

Merkkejä kontaminaatiosta

Varo:

• epätavallisia pintakertymiä,

• kuoppa,

• odottamattomat oksidivärit,

• paikallinen korroosio,

• toistuva vika samalla uunivyöhykkeellä,

• tai dramaattisesti erilainen elementtien käyttöikä prosessimateriaalien vaihtamisen jälkeen.

Ennaltaehkäisy

Ennen kuin valitset lämmitysseoksen, määritä todellinen prosessiilmapiiri.

Älä määritä elementtiä pelkästään maksimilämpötilan perusteella.

Tärkeitä tietoja ovat mm.

• hapettava tai pelkistävä ilmakehä,

• rikin läsnäolo,

• klooria tai halogeeneja,

• hiilipotentiaali,

• prosessihöyryt,

• kosteus,

• ja materiaaleja, jotka voivat koskettaa johtoa.

8. Huonot liitännät, tärinä ja mekaaninen rasitus

Itse lämmityspatteri ei aina ole alkuperäinen vian lähde.

Liitännät ja mekaaninen kuormitus voivat aiheuttaa vikakohtia erityisesti kylmien päiden tai liittimien lähelle.

Miksi huonot sähköliitännät ylikuumenevat?

Löysällä, hapettuneella tai huonosti suunnitellulla liittimellä on lisäsähkövastus.

Liitännässä oleva sähkövastus tuottaa lämpöä.

Tulos voi olla:

• terminaalin värjäytyminen,

• ylikuumentuneet liittimet,

• hapettuminen,

• puristusvoiman menetys,

• ja mahdollinen murtuma lähellä päätepistettä.

Jos lämmityselementti hajoaa jatkuvasti lähellä yhtä liitintä, tutki liitäntä sen sijaan, että oletetaan, että nikromiseos on viallinen.

Myös mekaanisella jännityksellä on merkitystä

Yleisiä mekaanisia ongelmia ovat:

• vedä lanka liian tiukalle asennuksen aikana,

• jyrkät mutkat,

• naarmut,

• toistuva tärinä,

• tukemattomat jännevälit,

• liikkuminen tuotannon aikana,

• ja erilainen lämpölaajeneminen elementin ja sen tuen välillä.

Nikromi on sitkeää, kun sitä käsitellään oikein, mutta hyväkin lämmitysseos hajoaa ennenaikaisesti, jos sama paikka taipuu toistuvasti tai vaurioituu mekaanisesti.

Nikromilämmityselementin vian diagnoositaulukko

Miksi nikromilanka katkeaa jatkuvasti samassa paikassa?

Toistuva vika suunnilleen samassa paikassa tarkoittaa yleensä paikallista tilaa , ei satunnaista materiaalivikaa.

Mahdollisia syitä ovat:

• tukipiste, joka luo mekaanista rasitusta,

• paikallinen kuuma vyöhyke,

• huono ilmavirtaus,

• saastuminen,

• liiallinen säteily läheisistä keloista,

• sähköliitäntä,

• tai kosketus toiseen materiaaliin.

Jos kaikki kolme vaihtokelaa epäonnistuvat samalla alueella, pelkkä langantoimittajan vaihtaminen ei todennäköisesti ratkaise ongelmaa.

Tarkista ympäröivän lämmittimen suunnittelu.

Miksi nikromikelat kehittävät kuumia kohtia ennen kuin ne rikkoutuvat?

Kuumat kohdat kehittyvät usein, koska pienen osan vastus kasvaa suhteessa muuhun kelaan.

Yleinen eteneminen on:

1. Paikallinen hapettuminen tai vaurio pienentää hieman langan halkaisijaa.

2. Paikallinen sähkövastus kasvaa.

3. Osio käy kuumana.

4. Korkeampi lämpötila nopeuttaa hapettumista.

5. Langasta tulee vielä ohuempi.

6. Paikallinen vastus kasvaa entisestään.

7. Osio palaa lopulta auki.

Tämä selittää, miksi toimivan lämmityselementin silmämääräinen tarkastus voi olla erittäin hyödyllistä.

Epätavallisen kirkas osa on usein varhainen varoitus tulevasta epäonnistumisesta.

Nikromilämmityspatterin käyttöiän pidentäminen

Nikromielementin käyttöikää ei voida määritellä yhdellä yleisellä käyttötuntimäärällä.

Käyttöikä riippuu koko käyttöjärjestelmästä.

Seuraavat käytännöt voivat kuitenkin vähentää merkittävästi ennenaikaisia ​​vikoja.

1. Käytä käytännöllisen lämpötilarajan alapuolella

Älä suunnittele seoksen sulamispisteen ympärille.

Vastuslangan tulisi normaalisti toimia huomattavasti sulamislämpötilansa alapuolella.

Korkein käyttölämpötila ei myöskään ole automaattisesti ihanteellinen jatkuva käyttölämpötila.

Matalampi langan lämpötila tarkoittaa yleensä hitaampaa hapettumista ja pidempää käyttöikää.

2. Vähennä liiallista pintakuormitusta

Jos kelan käyttöikä on liian lyhyt, tutki wattitiheys.

Mahdollisia parannuksia ovat mm.

• käyttämällä paksumpaa lankaa,

• lämmitetyn langan pituuden lisääminen,

• lämmityspinta-alan lisääminen,

• parantaa ilmavirtaa,

• tai vähentää kokonaistehoa.

3. Valitse oikea Nichrome-laatu

Eri NiCr-koostumuksilla on erilaisia ​​yhdistelmiä:

• vastus,

• suurin käyttölämpötila,

• hapettumiskestävyys,

• mekaaniset ominaisuudet,

• ja hinta.

Monissa teollisissa sähkölämmityssovelluksissa NiCr 80/20 (Cr20Ni80) on laajalti käytössä sen vakaan sähkövastuksen, hapettumiskestävyyden ja korkean lämpötilan suorituskyvyn vuoksi.

DLX metalliseos toimittaa NiCr-resistanssiseoksia, mukaan lukien:

4. Vältä tarpeettoman ohutta lankaa

Jos tila ja sähköinen suunnittelu sen sallivat, langan halkaisijan lisääminen voi parantaa mekaanista kestävyyttä ja tuottaa enemmän materiaalia, joka kestää pitkäaikaista hapettumista.

Lopullisen halkaisijan on silti täytettävä vastus- ja wattitiheysvaatimukset.

5. Säilytä tasainen kelaväli

Vältä puristettuja kierroksia, venytettyjä osia ja alueita, joissa kelat voivat koskettaa.

Tasainen käämin geometria auttaa tuottamaan tasaisen lämmön jakautumisen.

6. Tarjoa riittävä korkean lämpötilan tuki

Käytä sopivia keraamisia tai tulenkestäviä tukia.

Tukivälin tulee estää painuminen estämättä kuitenkaan normaalia lämpölaajenemista.

7. Suojaa elementti epäpuhtauksilta

Pidä öljyt, prosessijäämät, suolat ja muut epäpuhtaudet poissa elementistä.

Jos prosessissa käytetään aggressiivisia höyryjä, anna ilmakehän tiedot metalliseoksen toimittajalle ennen materiaalin valintaa.

8. Paranna lämpötilan hallintaa

Vähennä tarpeetonta lämpötilan ylitystä ja aggressiivista lämpökiertoa.

Oikein viritetty PID tai suhteellinen säätö voi vähentää suuria lämpöpoikkeamia verrattuna hallitsemattomaan kytkentään.

9. Tarkasta liitännät

Löysät liittimet aiheuttavat vastuksen ja paikallisen kuumennuksen.

Tarkista säännöllisesti:

• terminaalin tiiviys,

• värjäytymistä,

• hapettuminen,

• vaurioituneet liittimet,

• ja merkkejä paikallisesta ylikuumenemisesta.

Infrapunatarkastuksesta voi olla hyötyä myös teollisuusasennuksissa.

10. Tutki perimmäinen syy ennen epäonnistuneiden elementtien vaihtamista

Palanut elementti on usein oire.

Ennen kuin asennat toisen kelan, tallenna:

• missä vika tapahtui,

• johdon kunto,

• vastus,

• jännite,

• nykyinen,

• prosessin lämpötila,

• ilmavirta,

• ohjaimen käyttäytyminen,

• ja uunin tunnelmaa.

Nämä tiedot voivat estää toistuvia vikoja.

Kestääkö paksumpi nikromilanka pidempään?

Vertailukelpoisissa lämpötila- ja ympäristöolosuhteissa paksumpi vastuslanka voi usein tarjota pidemmän potentiaalisen käyttöiän, koska se sisältää enemmän materiaalia verrattuna sen paljaaseen pinta-alaan.

Se on myös mekaanisesti vahvempi.

Pelkän ohuen langan korvaaminen paksummalla langalla ilman lämmittimen uudelleensuunnittelua ei kuitenkaan ole oikein.

Langan halkaisijan muuttaminen muuttaa vastusta yksikköpituutta kohti.

Lämmitin saattaa siksi vaatia eri pituisen johdon vaaditun kokonaisvastuksen ja tehon ylläpitämiseksi.

Laske aina koko elementti uudelleen.

NiCr 80/20 vs NiCr 60/15: kumpi on parempi lämmityselementeille?

Molemmat ovat vakiintuneita nikkeli-kromin kestäviä metalliseoksia, mutta niitä käytetään erilaisissa vaatimuksissa.

NiCr 80/20 - Cr20Ni80

Cr20Ni80 on yksi yleisimmin käytetyistä korkean suorituskyvyn Nichrome-laaduista.

Tyypillisiä etuja ovat:

• korkea hapettumiskestävyys,

• vakaa sähkövastus,

• hyvä suorituskyky korkeissa lämpötiloissa,

• hyvä sitkeys,

• ja soveltuvuus vaativiin lämmityselementteihin.

DLX listaa Cr20Ni80:n, jonka ominaisvastus on noin 1,09 ± 0,05 μΩ·m 20°C:ssa ja maksimikäyttölämpötila noin 1200°C käyttöolosuhteista riippuen.

Korkean lämpötilan lämmityssovellukset, katso DLX Cr20Ni80 NiCr 80/20 lämmitysjohto.

NiCr 60/15 - Cr15Ni60

Cr15Ni60 sisältää vähemmän nikkeliä, ja sitä pidetään yleisesti silloin, kun kustannus- ja käyttölämpötilavaatimukset ovat alhaisemmat.

DLX ilmoittaa Cr15Ni60:n maksimikäyttölämpötilaksi noin 1150 °C .

Oikea valinta riippuu:

• käyttölämpötila,

• vaadittu vastus,

• käyttömäärä,

• lämmittävä ilmapiiri,

• haluttu elementin käyttöikä,

• ja budjetti.

Kriittisissä teollisissa sovelluksissa seoksen valinta vain kilohinnan mukaan voi johtaa korkeampiin käyttökustannuksiin, jos elementtien vaihdot ja seisokit lisääntyvät.

Milloin sinun pitäisi vaihtaa nichrome-lämmityselementti?

Harkitse vaihtamista, kun huomaat:

• näkyvä oheneminen,

• vakava hapettuminen,

• jatkuvat kirkkaat kuumat pisteet,

• merkittävä painuma,

• kela-kela kosketus,

• halkeileva tai vaurioitunut johto,

• epävakaa lämmitysteho,

• suuri vastuksen ajautuminen,

• ylikuumentuneet terminaalit,

• tai toistuvista piirien katkeamisesta.

Älä yritä pitää vakavasti vaurioitunutta teollisuuslämmityselementtiä toiminnassa vain siksi, että sähkön jatkuvuus on edelleen olemassa.

Heikko osa voi epäonnistua odottamatta.

Voidaanko rikkinäinen nikromilämmitysjohto korjata?

Rikkoutunut nichrome-elementti voidaan joskus liittää fyysisesti yhteen erityisillä korkean lämpötilan liitosmenetelmillä riippuen laitteistosta ja elementin suunnittelusta.

Palaneen osan korjaaminen ei kuitenkaan usein ole pysyvä ratkaisu.

Jos alkuperäinen katkos johtui:

• hapettuminen,

• liiallinen wattitiheys,

• paikallinen ylikuumeneminen,

• saastuminen,

• tai väärä sähkökuormitus,

taustalla oleva ongelma on edelleen olemassa.

Korjattu paikka voi myös aiheuttaa erilaisia ​​vastus- tai mekaanisia ominaisuuksia.

Teollisuuslaitteissa perimmäisen syyn tunnistaminen ja elementin vaihtaminen tai uudelleensuunnittelu on yleensä luotettavampaa kuin palamiskohtien toistuva korjaaminen.

Usein kysyttyä nichrome-lämmityselementistä

1. Miksi nikromilanka katkeaa?

Nikromilanka katkeaa yleensä, koska hapettuminen, ylikuumeneminen, mekaaninen rasitus, korroosio tai lämpökierto heikentää asteittain langan osaa. Kun paikallinen poikkileikkaus tulee liian pieneksi, vastus ja lämpötila nousevat siinä kohdassa, kunnes lanka palaa auki.

2.Miksi nichrome-kelani palaa jatkuvasti?

Toistuva loppuunpalaminen tarkoittaa yleensä ratkaisematonta lämmitinongelmaa, kuten liiallista wattitiheyttä, väärää jännitettä, rajoitettua ilmavirtaa, kuumia kohtia, huonoa kelatukea, kontaminaatiota tai väärää johdon mitoitusta.

3.Hapettuuko nikromi?

Kyllä. Nikromi muodostaa kromirikkaan oksidikerroksen kuumennettaessa ilmassa. Tämä kerros auttaa suojaamaan alla olevaa metalliseosta, mutta pitkäaikaista hapettumista tapahtuu silti, erityisesti korkeassa lämpötilassa tai voimakkaassa lämpösyklissä.

4.Mikä aiheuttaa hot spotin nichrome-langassa?

Kuumat kohdat johtuvat yleensä paikallisesta resistanssin kasvusta, langan ohenemisesta, hapettumisesta, saastumisesta, huonosta ilmavirrasta, epätasaisista kelavälistä, vaurioituneesta johdosta tai huonoista liitännöistä.

5.Onko NiCr 80/20 hyvä lämmityselementeille?

Kyllä. NiCr 80/20, joka tunnetaan myös nimellä Cr20Ni80, käytetään laajalti teollisuuden lämmityselementeissä, koska siinä yhdistyvät korkea sähkövastus, hapettumiskestävyys, korkean lämpötilan kyky ja hyvä mekaaninen työstettävyys.

6. Kestääkö paksumpi nikromilanka pidempään?

Paksumpi lanka voi tarjota pidemmän potentiaalisen käyttöiän vertailukelpoisissa olosuhteissa, koska sillä on enemmän metallista poikkileikkausta ja suurempi mekaaninen lujuus. Halkaisijan muuttaminen kuitenkin muuttaa sähkövastusta, joten koko lämmittimen rakenne on laskettava uudelleen.