Pushing the Boundaries: Heimur háhitahylkjahitara- (Allt að 1400 gráður F/760 gráður)

Jul 16, 2019

Skildu eftir skilaboð

Þegar ferlikröfur fara út fyrir 750 gráður F (400 gráður) merkið-fara inn í krefjandi svið 800 gráður F til 1400 gráður F (425 gráður til 760 gráður)-breytist val á skothylki hitara úr venjulegu vali íhluta yfir í sérhæft verkfræðiverkefni sem krefst kraftmikillar aðgerða og íhugaðu vandlega virkni takmarkanir. Þetta háa-hitasvið er ekki frátekið fyrir sessforrit; það er mikilvægt fyrir vaxandi fjölda háþróaðra iðnaðarferla, þar á meðal háhita plastvinnslu (eins og verkfræðileg kvoða sem krefst mikillar hita fyrir bráðnun og mótun), háþróaða samsetta herðingu (notað í geimferða- og bílaframleiðslu til að styrkja koltrefjaíhluti), keramik sintrun (þar sem hráar gerðir úr keramikefnum í þéttum efnum eru hitaðar og hitahæfðar), (þar á meðal glæðing, herðing og temprun á-hástyrkum málmum). Algengar sársaukapunktar í þessum forritum eru ekki léttvægir: hröð oxun (kölnun) á slíðri hitarans, ótímabært niðurbrot á innri einangrun við mikla hitaálag og verulega styttur líftími vegna stanslausrar hringrásar hitunar og kælingar-sem allt getur leitt til ófyrirséðs niðurstíma, aukins viðhaldskostnaðar, aukins viðhaldskostnaðar.

Við þetta háa hitastig koma strax í ljós takmarkanir á 300-röð ryðfríu stáli-vinnuhesta í almennum-hitunarbúnaði-. Þessar málmblöndur byrja að oxast hratt þegar þær verða fyrir hitastigi yfir 750 gráður F, og mynda brothætta, flagnandi oxíðkvarða sem smám saman flagnar af með hitauppstreymi. Þessi kölkun eyðir ekki aðeins þykkt slíðursins með tímanum heldur skerðir einnig burðarvirki þess, að lokum afhjúpa innri íhlutina fyrir umhverfið í kring og leiðir til skelfilegrar bilunar í hitara. Til að bregðast við þessu er fyrsta varnarlínan í-hönnun hitahylkis með háum hita, stefnumótandi uppfærsla á slíðurefninu. Málblöndur eins og Incoloy 840 og 800HT koma fram sem staðalberar í þessu rými, þökk sé auknum stöðugleika við háan-hita og oxunarþol. Sérstaklega er Incoloy 840 vinsælt fyrir flestar notkunar við háan-hita vegna vandaðrar samsetningar - álinnihald myndar þunnt, þétt og stöðugt súrál (Al₂O₃) lag á yfirborði slíðunnar þegar það verður fyrir hita. Ólíkt krómoxíðlaginu sem myndast á ryðfríu stáli, sem brotnar niður við hærra hitastig, virkar þetta súrállag sem órjúfanleg hindrun gegn oxun, sem gerir skothylkihitara með Incoloy 840 slíðri kleift að standast stöðugt þurrt loft í efri enda 800 gráðu F til 1400 gráðu niðurbrotssviðs.

Innri smíði skothylkishitarans verður einnig að þróast verulega til að takast á við mikinn hita, þar sem venjulegir innri hlutir geta ekki viðhaldið afköstum eða öryggi við þetta hitastig. Magnesíumoxíð (MgO) einangrunin, sem þjónar bæði sem hitaleiðari og rafeinangrunarefni í venjulegum hitara, krefst meiri hreinleika-venjulega 99,8% eða hærri-til að útrýma óhreinindum sem myndu brotna niður við mikinn hita. Að auki er þetta hár-hreinleika MgO þjappað saman í enn meiri þéttleika (oft 2,8 g/cm³ eða meira) meðan á framleiðslu stendur, sem eykur varmaleiðni þess til að tryggja skilvirkan hitaflutning frá innri hitaspólunni til slíðunnar, en viðhalda samtímis rafeinangrunareiginleikum til að koma í veg fyrir skammhlaup. Viðnámsspóluefnið tekur einnig mikilvæga breytingu: staðlaðar nikkel-króm (NiCr) málmblöndur, sem skila sér vel upp að 1200 gráður F, er oft skipt út fyrir járn-króm-ál (FeCrAl) málmblöndur, eins og Kanthal, sem getur starfað við hitastig upp í 1200° F{80} öryggismörk fyrir-háhitaforrit. Ennfremur verður hönnun flugstöðvarsvæðisins gerð-eða-brotstuðull; til að koma í veg fyrir að rafmagnstengingar ofhitni og bili, eru þessir hitarar oft með lengri kalda enda (ó-upphitaða hluta slíðursins) og háhita-keramik einangrunarefni, sem virka sem varmahindrun til að halda hitastiginu innan öruggra marka fyrir raflögn og tengi.

Þó að stjórnun vöttþéttleika sé í fyrirrúmi í háum-hitaforritum, breytist samhengið og nálgunin verulega frá almennri-hitun. Í lofthitun með háum-hita, til dæmis, þýðir léleg hitaleiðni lofts í eðli sínu að varmaflutningur frá hitaslíðrinu yfir í loftið er afar óhagkvæmur. Þar af leiðandi verður að halda leyfilegum wattaþéttleika (wött á hvern fertommu af yfirborði slíðunnar) mjög lágum-oft 10-20 W/in² eða minna-til að koma í veg fyrir að slíðurinn fari yfir hámarkshitastig efnis síns, jafnvel þó að lofthiti í kring sé vel undir 1400 gráðum F, oft aðlagast nýstárlegri hönnun bílsins, t.d. hitari (sem auka yfirborð slíðursins til að bæta hitaleiðni) eða ofna sem settir eru inn í stóra hitamassakubba (sem gleypa og dreifa hita jafnt og dregur úr staðbundinni ofhitnun). Einn hitahylki sem ætlaður er fyrir 1200 gráður F iðnaðarofn, til dæmis, getur ekki einfaldlega verið stækkuð -útgáfa af þeim sem notaður er í 500 gráðu F plastmót; Öll rúmfræði þess-þar á meðal lengd, þvermál, slíðurþykkt og spóluvindamynstur og aflsnið verður að vera nákvæmlega reiknað til að stjórna yfirborðshitastigi og tryggja örugga og áreiðanlega notkun.

Samhliða þessum áskorunum felur notkun á bilinu 800 gráðu F til 1400 gráðu F oft í sér verulegar hitauppstreymi-hröðar breytingar á milli hás rekstrarhita og umhverfis- eða lægra hitastigs-sem veldur verulegu vélrænu álagi frá endurtekinni þenslu og samdrætti. Með tímanum getur þetta álag valdið því að slíðurinn sprungur, MgO einangrunin losnar eða innri spólan færist, sem allt flýtir fyrir bilun. Til að draga úr þessu er öflug hönnun með vel stýrðum vikmörkum milli slíðrunnar og festingargatsins nauðsynleg; Nákvæm passa lágmarkar hreyfingu meðan á hitauppstreymi stendur og dregur úr álagi á slíðrið. Að auki gegnir -mikilþéttni MgO einangrun mikilvægu hlutverki við að festa innri spóluna, koma í veg fyrir að hún færist til eða snerti slíðuna þegar hún stækkar og dregst saman. Fyrir ferla sem starfa stöðugt yfir 1000 gráðum F, er það staðlað iðnaðarvenja að líta á þessa háhitahylkjahitara sem rekstrarvörur með skilgreindan endingartíma-oft mældur í þúsundum vinnustunda frekar en árum. Hins vegar er hægt að hámarka þennan endingartíma umtalsvert með réttum forskriftum (samræma hitara við hitastig, miðlungs og hjólasnið) og rétta uppsetningu (að tryggja þétt, hreint uppsetningargat og fullnægjandi varmatengingu við hitaða íhlutinn).

Hringdu í okkur
Hafðu samband við okkuref þú hefur einhverjar spurningar

Þú getur annað hvort haft samband við okkur í gegnum síma, tölvupóst eða netformið hér að neðan. Sérfræðingur okkar mun hafa samband við þig fljótlega.

Hafðu samband núna!