Uzroci oštećenja grijaćih tijela električnih peći
Život grijaći elementi ovisi o nizu čimbenika: o radnoj temperaturi, prirodi njezine promjene tijekom vremena, dizajnu i veličini grijača, utjecaju atmosfere peći na njega. Može biti uzrokovana postupnom oksidacijom radnog materijala (ili njegovim usitnjavanjem u prah, ako je riječ o plemenitim metalima ili grijačima koji rade u vakuumu ili u zaštitnoj atmosferi) ili gubitkom mehaničke čvrstoće.
Materijali koji se koriste za grijače zagrijavanjem stvaraju guste oksidne filmove koji štite osnovni materijal od daljnje oksidacije, stoga se do određenih (za svaki materijal) temperatura oksidacija odvija izuzetno sporo, a nakon prolaska kroz tu temperaturnu razinu proces se ubrzava. oštro. Raspršivanje materijala u vakuumu ili zaštitnoj atmosferi također se odvija na isti način.
Najveća dopuštena temperatura materijala trebala bi biti temperatura pri kojoj se proces oksidacije ili disperzije materijala naglo povećava. Ako prekoračite ovu razinu, vijek trajanja grijaćeg elementa značajno se smanjuje.
Kada grijač oksidira, oksidni film na njemu (obično neprovodljiv ili slabo vodljiv) postupno se zgušnjava i presjek metalne jezgre se smanjuje. Stoga se otpor grijača postupno povećava, a snaga koja se u njemu oslobađa opada. Kada ovo smanjenje snage postane značajno (oko 10-15%), grijač se mora zamijeniti novim, njegov radni vijek završava.
Postupni proces povećanja otpora grijača kao rezultat njegove oksidacije ili raspršivanja nije uvijek razlog za njegovu zamjenu; vrlo često grijač otkaže mnogo prije nego što njegov otpor dosegne graničnu vrijednost. Grijač obično ima nekoliko oslabljenih područja, male pukotine na zavojima, uključke oksidnih filmova i slično, gdje se uočava lokalno povećanje otpora.
Takva područja povećanog otpora uzrokovat će lokalno pregrijavanje u grijačima i intenzivniju oksidaciju na mjestima tog pregrijavanja. Intenzivna oksidacija će zauzvrat dovesti do daljnjeg smanjenja poprečnog presjeka grijača na tim točkama, daljnjeg povećanja njihove temperature, proces će se nastaviti sve većom brzinom i dovesti do izgaranja grijača na jednoj od ove točke.
Vijek trajanja žičanog grijača od 1 mm ovisno o njegovoj temperaturi (u zraku)
Sličan učinak može se dogoditi ako je površina grijača prljava ili nepravilno oblikovana, ako je prijenos topline na neke njegove dijelove otežan (npr. u dijelovima grijača oklopljenim vatrostalnim nosačima ili kukama), što rezultira lokalnim pregrijavanjem.
Ova vrsta lokalnog pregrijavanja neće značajno utjecati na smanjenje životnog vijeka grijača u slučajevima kada su njihove apsolutne vrijednosti niske, a temperature najtoplijih zona neće doseći vrijednosti na kojima dolazi do intenzivne oksidacije (ili raspršenja) materijala počinje.
Stoga je potrebno težiti tome da postoji određena granica između radne temperature grijača i njegove najviše dopuštene temperature grijanja, koja prelazi vrijednost mogućeg lokalnog pregrijavanja. Ako je ta margina mala, tada se ta lokalna pregrijavanja moraju minimizirati racionalnim projektiranjem i izborom velikih poprečnih presjeka grijača, jer što su ti presjeci veći, to je manji postotak lokalnih suženja, to će manje lokalnih imati pregrijavanje.
Razlog kvara grijača može biti i njegova nedovoljna mehanička čvrstoća pri visokim temperaturama, sklonost puzanju ili savijanju.Na primjer, ako je grijač dizajniran na takav način da se na radnoj temperaturi počinje deformirati pod vlastitom težinom (povlačeći petlje grijača koje vise na kukama, savijajući zavojnice grijača), tada se susjedni zavoji ili petlje mogu zatvoriti, lukovi u tim mjestima i, kao rezultat, izgaranje grijača ili jednostavno lokalno stanjivanje presjeka kao rezultat istezanja s ponovnim stvaranjem lokalnog pregrijavanja.
Konačno, grijač se može oštetiti kemijskom interakcijom na radnoj temperaturi s materijalima obloge. električna pećnicas kojim dolazi u dodir ili s njegovom atmosferom.
Učinkovitost bilo kojeg materijala u grijaćim elementima električne otporne peći može se karakterizirati s dvije temperature — preporučenom radnom temperaturom i maksimalnom dopuštenom temperaturom.
Najveća dopuštena temperatura materijala odgovara granici temperature iznad koje počinje njegova intenzivna oksidacija ili prskanje i, sukladno tome, oštro smanjenje vijeka trajanja. Preporučena temperatura je ispod maksimalno dopuštene.
U području ograničenom preporučenom temperaturom materijala vijek trajanja grijača je dosta dug, za metalne legure oko 12000-15000 sati. U ovom području ograničeno lokalno pregrijavanje nije strašno, jer čak i uz njihove značajne veličine, temperatura grijača neće premašiti najveću dopuštenu vrijednost. Stoga se pri takvim temperaturama mogu koristiti mali presjeci grijača.Naravno, u svim slučajevima gdje je to moguće, grijače treba projektirati na takav način da njihova projektirana temperatura ne prelazi preporučenu.