Skutočné náklady na nadmernú teplotu: Degradácia materiálu za hranicou vyhorenia

Keď ohrievač prestane fungovať, prvá vec, ktorá vám príde na myseľ, je zvyčajne „vyhorel“. Mnohé zlyhania v aplikáciách s vysokou-teplotou sú však pomalšie a zákernejšie. Stávajú sa preto, že materiály sa časom rozpadajú, keď sú dlhodobo vystavené vysokým teplotám, dlho predtým, ako dôjde k prerušeniu okruhu. Vedieť, ako fungujú tieto degradačné mechanizmy, vám pomôže vybrať ohrievače s dobrou bezpečnostnou rezervou.

Oxidácia a šupinatenie sú najzrejmejšími príznakmi degenerácie. Keď teplota plášťa ohrievača kazety prekročí limit nepretržitej prevádzky materiálu, rýchlosť tvorby oxidovej vrstvy sa veľmi rýchlo zvýši. V prípade nehrdzavejúcej ocele to vyzerá ako zmena farby (modrá, zlatá a potom čierna) a potom šupinatá šupina, ktorá nechráni kov. Zakaždým, keď sa odlupuje vodný kameň, je vidieť viac kovu a stena plášťa je tenšia. Zliatiny Incoloy tomu lepšie odolávajú, hoci nie sú imúnne. Toto usadzovanie sťažuje prechod tepla cez plášť, čo môže spôsobiť jeho rozpad.


Keď je teplota príliš vysoká, problémom sa stáva tečenie. Tečenie nastáva, keď látka pomaly a trvalo mení tvar, zatiaľ čo je vystavená trvalému stresu pri vysokej teplote. Ak umiestnite ohrievač do tesného otvoru, napätie spôsobené presahom a tepelnou rozťažnosťou môže spôsobiť, že sa plášť pomaly zdeformuje alebo „prepadne“ počas tisícok hodín používania. To môže zhoršiť horúce oblasti alebo môže spôsobiť prasknutie puzdra. Incoloy 840 a iné materiály, ktoré sú pevnejšie pri vysokých teplotách, sú odolnejšie voči tečeniu.

Vnútorná degradácia je rovnako dôležitá. Izolácia z oxidu horečnatého je stabilná, ale ak je dlhodobo vystavená vyšším teplotám, než na aké bola navrhnutá, môže začať strácať svoju dielektrickú pevnosť. To môže spôsobiť, že elektrický odpor medzi cievkou a plášťom pomaly klesá, čo môže nakoniec spôsobiť zemné spojenie. Nikel-chrómová odporová cievka sa môže meniť aj na mikroštruktúrnej úrovni, čím sa zvyšuje pravdepodobnosť jej prasknutia, keď je vystavená náhlym zmenám teploty.

Medzikryštálové napadnutie niektorých nehrdzavejúcich ocelí môže byť najnebezpečnejším typom poškodenia. Keď sa nehrdzavejúca oceľ 304 zahreje na 800 až 1500 stupňov Fahrenheita, na hraniciach zŕn sa tvoria karbidy chrómu. Tým sa odoberá chróm, ktorý chráni pred koróziou. Ak je kov neskôr vystavený korozívnemu prostrediu, dokonca aj pri nižších teplotách, bude rýchlo korodovať pozdĺž týchto hrán. To je dôvod, prečo sa nehrdzavejúca oceľ 321 alebo 316L používa na veci, ktoré prechádzajú týmto sortimentom.

Hlavným bodom je, že stlačenie jedného ohrievača kazety na najvyššie teplotné hodnotenie má skryté dlhodobé-dôsledky. Urýchľuje všetky tieto procesy starnutia a robí z dielu, ktorý môže trvať roky, niečo, čo je potrebné každé tri mesiace vymeniť. Náklady na prestoje a prácu ďaleko prevyšujú malé úspory, ktoré prináša nižší-ohrievač. Osvedčený postup teda hovorí, že medzi najvyššou očakávanou teplotou plášťa a menovitou trvalou teplotou ohrievača by mala byť veľká bezpečnostná rezerva-zvyčajne 25 % alebo viac-. Táto marža je investíciou do predvídateľných cyklov údržby, konzistentného výkonu procesu a celkovej spoľahlivosti systému, vďaka čomu sú skutočné náklady na vlastníctvo ohrievača čo najnižšie.