Áhrif hitauppstreymis á langlífi hitahylkisins
Hylkishitari sem gengur stöðugt við stöðugt hitastig endist oft í mörg ár. Sami hitari í forriti sem kveikt og slökkt er ítrekað getur bilað eftir mánuði. Þessi munur er ekki ráðgáta. Það er afleiðing af hitauppstreymi-endurtekinni þenslu og samdrætti sem á sér stað í hvert sinn sem hitarinn hitnar og kólnar. Að skilja hvernig hitauppstreymi hefur áhrif á hylkishitara hjálpar til við að útskýra hvers vegna sum forrit eru erfiðari fyrir hitara en önnur og hvað er hægt að gera til að lengja líf þeirra.
Þegar hitahylki hitnar stækkar sérhver hluti inni. Viðnámsvírinn lengist, magnesíumoxíð einangrunin stækkar og málmhúðin vex. Þegar hitarinn kólnar dragast allir þessir þættir saman. Þessi stækkun og samdráttur gerist í hverri lotu. Yfir þúsundir lotur geta innri íhlutir breyst. Viðnámsvírinn getur færst aðeins innan MgO. MgO sjálft getur myndað örsprungur. Lokið þar sem vírinn tengist leiðunum verður fyrir vélrænni álagi með hverri lotu.
Alvarleiki hitauppstreymisskemmda fer eftir nokkrum þáttum. Hitastigssveiflan er mikilvægust. Hitari sem gengur á milli 50 gráður og 200 gráður upplifir minna álag en sá sem gengur á milli 50 gráður og 500 gráður. Því meiri sem hitabreytingin er, því meiri þensla og samdráttur. Hraði hringrásarinnar skiptir líka máli. Hitari sem hitnar og kólnar hratt verður fyrir skyndilegri streitu en sá sem breytir hitastigi hægt. Notkun eins og þéttistangir, sem hita og kólna á nokkrum sekúndum, eru meðal þeirra krefjandi.
Smíði hitarans hefur áhrif á hversu vel hann þolir hitauppstreymi. Hitarar með nákvæmni þjappað magnesíumoxíði hafa minni innri hreyfingu en þeir sem eru með lauslega pakkaða einangrun. Þjöppunin heldur mótstöðuvírnum á sínum stað og kemur í veg fyrir að hann breytist þegar hitarinn stækkar og dregst saman. Hitari með innri burðarvirki, eins og keramik millistykki eða miðjustangir, veita aukinn stöðugleika. Gæði uppsagnarinnar skipta líka máli. Innbyggð bygging, þar sem leiðslur eru innsiglaðar inni í hitaranum, höndlar hitauppstreymi betur en krampaða smíði, þar sem endingin er ytri.
Uppsetningarskilyrði hafa áhrif á hvernig hitauppstreymi hefur áhrif á hitarann. Hitari sem er frjálst að stækka og dragast saman innan hola síns upplifir minna innra álag en sá sem er takmarkaður. Ef hitari botnist í blindu holi eða er stíft klemmt við framenda, hefur þenslukrafturinn hvergi að fara. Hitarinn verður að taka til sín þann kraft innvortis, sem getur sprungið MgO eða þreytt mótstöðuvírinn. Með því að leyfa lítið þenslubil á endanum og nota festingu sem leyfir smá hreyfingu á framendanum dregur úr þessu álagi.
Fyrir forrit sem fela í sér tíðar hitauppstreymi er nauðsynlegt að velja hitara sem er hannaður fyrir hringrás. Þetta þýðir að velja hitari með hágæða innri byggingu, slíðurefni sem heldur styrkleika með hitabreytingum og loki sem þolir endurtekið álag. Incoloy® slíður eru oft valin yfir venjulegt ryðfríu stáli vegna þess að þeir halda vélrænni eiginleikum sínum betur í gegnum hitauppstreymi. Nikkelslöngur í innbyggðri byggingu höndla endurtekna hreyfingu betur en venjulegir túrar í kröppuðum hönnun.
Reynslan sýnir að hitauppstreymi er ein algengasta orsök ótímabærrar bilunar í hitara. Skemmdirnar safnast hægt saman, oft ósýnilegar þar til hitarinn bilar að lokum. Hitari sem hefur gengið í gegnum þúsundir hringrása gæti litið vel út að utan, en að innan hefur MgO sprungið, vírinn hefur færst til og lokunin hefur veikst. Þegar bilunin kemur virðist hún oft skyndilega. En ferlið byrjaði á fyrstu lotu. Skilningur á þessu fyrirkomulagi gerir það mögulegt að velja hitara og hanna uppsetningar sem lágmarka áhrif hitauppstreymis, lengja endingartíma jafnvel í krefjandi hringrásum.
