Oorzaken van schade aan de verwarmingselementen van elektrische ovens

Leven verwarmingselementen hangt af van een aantal factoren: van de bedrijfstemperatuur, de aard van de verandering in de tijd, het ontwerp en de grootte van de verwarmer, het effect van de ovenatmosfeer erop. Het kan worden veroorzaakt door de geleidelijke oxidatie van het werkmateriaal (of door de verpulvering ervan, als we het hebben over edelmetalen of verwarmingstoestellen die in een vacuüm of in een beschermende atmosfeer werken) of een verlies van mechanische sterkte.

De materialen die voor verwarmers worden gebruikt, vormen bij verhitting dichte oxidefilms die het basismateriaal beschermen tegen verdere oxidatie. Daarom ontwikkelt oxidatie tot bepaalde (voor elk materiaal) temperaturen extreem langzaam, en na het passeren van dit temperatuurniveau versnelt het proces scherp. Ook het spuiten van materialen in vacuüm of beschermende atmosfeer gaat op dezelfde manier.

De maximaal toelaatbare temperatuur van een materiaal moet de temperatuur zijn waarbij het oxidatie- of dispersieproces van het materiaal sterk toeneemt. Als u dit niveau overschrijdt, wordt de levensduur van het verwarmingselement aanzienlijk verkort.

Wanneer de verwarmer oxideert, wordt de oxidefilm erop (meestal niet-geleidend of slecht geleidend) geleidelijk dikker en neemt de doorsnede van de metalen kern af. Daarom neemt de weerstand van de verwarmer geleidelijk toe en neemt het vrijgekomen vermogen af. Wanneer deze vermogensvermindering aanzienlijk wordt (ongeveer 10-15%), moet de verwarmer worden vervangen door een nieuwe, de levensduur eindigt.

Het geleidelijke proces van het verhogen van de weerstand van de verwarmer als gevolg van oxidatie of verstrooiing is niet altijd de reden voor vervanging; heel vaak valt de verwarming uit lang voordat de weerstand zijn grenswaarde bereikt. De verwarmer heeft meestal meerdere verzwakte gebieden, kleine scheurtjes bij de bochten, insluitsels van oxidefilms en dergelijke, waar een lokale weerstandsverhoging wordt waargenomen.

Dergelijke gebieden met verhoogde weerstand zullen lokale oververhitting in de verwarmers veroorzaken en intensievere oxidatie op de plaatsen van deze oververhitting. Intense oxidatie zal op zijn beurt leiden tot een verdere afname van de dwarsdoorsnede van de verwarmer op deze punten, een verdere stijging van hun temperatuur, het proces zal in toenemende mate doorgaan en zal ertoe leiden dat de verwarmer op een van de deze punten.

Levensduur van een 1 mm draadverwarmer afhankelijk van de temperatuur (in lucht)

Een soortgelijk effect kan optreden als het oppervlak van de verwarmer vuil of verkeerd ontworpen is, als de warmteoverdracht naar sommige onderdelen moeilijk is (bijvoorbeeld in de delen van de verwarmer die zijn afgeschermd met vuurvaste steunen of haken), wat resulteert in lokale oververhitting.

Dit type lokale oververhitting heeft geen significante invloed op de verkorting van de levensduur van de verwarmer in gevallen waarin hun absolute waarden laag zijn en de temperaturen van de heetste zones niet de waarden bereiken waarbij intensieve oxidatie (of verstrooiing) van het materiaal begint.

Daarom moet ernaar worden gestreefd dat er een bepaalde grens is tussen de bedrijfstemperatuur van de verwarmer en de maximaal toegestane verwarmingstemperatuur, die de waarde van mogelijke lokale oververhitting overschrijdt. Als deze marge klein is, moeten deze lokale oververhittingen worden geminimaliseerd door een rationeel ontwerp en de keuze van grote doorsneden van de verwarmer, aangezien hoe groter deze doorsneden zijn, hoe kleiner het percentage lokale vernauwingen, hoe minder lokaal er zal zijn oververhitting.

De reden voor het falen van de verwarmer kan ook de onvoldoende mechanische sterkte zijn bij hoge temperaturen, de neiging tot kruipen of kromtrekken.Als de verwarmer bijvoorbeeld zo is ontworpen dat hij bij bedrijfstemperatuur begint te vervormen onder zijn eigen gewicht (trekken aan de verwarmerlussen die aan de haken hangen, kromtrekken van de verwarmerspoelen), dan kunnen aangrenzende windingen of lussen sluiten , bogen in deze plaatsen en als gevolg daarvan de verwarming doorbranden of gewoon lokaal dunner worden van de sectie als gevolg van uitrekken met de vorming van lokale oververhitting.

Ten slotte kan de verwarmer worden beschadigd door chemische interactie bij bedrijfstemperatuur met de bekledingsmaterialen. elektrische ovenwaarmee hij in contact komt of met de atmosfeer ervan.

De prestaties van elk materiaal in de verwarmingselementen van een elektrische weerstandsoven kunnen worden gekenmerkt door twee temperaturen: de aanbevolen bedrijfstemperatuur en de maximaal toegestane temperatuur.

De maximaal toelaatbare temperatuur van het materiaal komt overeen met de temperatuurgrens waarboven de intense oxidatie of spatten begint en dienovereenkomstig een sterke verkorting van de levensduur. De aanbevolen temperatuur ligt onder de maximaal toegestane temperatuur.

In het gebied dat wordt beperkt door de aanbevolen materiaaltemperatuur, is de levensduur van de verwarmer vrij lang, voor metaallegeringen ongeveer 12.000-15.000 uur. In dit gebied is beperkte lokale oververhitting niet erg, want zelfs met hun aanzienlijke afmetingen zal de temperatuur van de verwarming de maximaal toegestane waarde niet overschrijden. Bij dergelijke temperaturen kunnen daarom kleine verwarmingsdwarsdoorsneden worden gebruikt.Uiteraard moeten verwarmingstoestellen in alle gevallen waar mogelijk zo worden ontworpen dat hun ontwerptemperatuur de aanbevolen temperatuur niet overschrijdt.