Фактори, влияещи върху продължителността на живота на отоплителната тръба от въглеродни влакна

Отоплителни тръби от въглеродни влакна са нов тип електрически нагревателен елемент, който се различава от традиционните нагревателни тръби от метални проводници. В тях се използват въглеродни влакна като материал за нагревателния елемент и кварцови тръби като външна обвивка. Техните предимства включват дълъг експлоатационен живот, висока степен на електротермично преобразуване, нагряване с инфрачервено излъчване, устойчивост на киселини и основи и устойчивост на термичен шок. Тези тръби се използват широко в промишлени тунелни пещи, промишлени фурни, промишлени сушилни и постепенно заменят халогенните нагревателни тръби и нагревателните тръби от съпротивителни проводници в домашните отоплителни уреди.

Отоплителни тръби от въглеродни влакна могат да бъдат категоризирани в много видове въз основа на тяхната форма, материал на кварцовата тръба и технология на обработка. Основните методи за класификация включват:

1. Материал на нагревателния елемент
2. Запълване с газ в кварцовата тръба
3. Външна кварцова тръба
4. Метод на окабеляване
5. Обща форма на нагревателната тръба

Има над сто различни имена, но тук няма да изброяваме всяко от тях. Вместо това ще се съсредоточим върху факторите, които влияят върху ефективността и продължителността на живота на линейните инфрачервени нагревателни тръби от въглеродни влакна.

Понастоящем най-разпространените форми на нагревателни елементи от въглеродни влакна включват въглероден филц, тъкана лента от въглеродни влакна и спираловидни нагревателни проводници. Всеки тип има своите предимства и приложения, като носи ползи на потребителите по различни начини.

При използването на въглеродни влакна като нагревателен елемент има незначителни проблеми с нестабилността на захранването. Това се дължи главно на производствения процес, тъй като присъщите характеристики на филца от въглеродни влакна затрудняват осигуряването на равномерна дебелина. Освен това прецизният контрол по време на рязане също представлява предизвикателство, което води до нестабилност на мощността на нагревателния елемент.

При обработката на тъкана лента от въглеродни влакна влакната могат лесно да бъдат издърпани и счупени, което води до образуване на задирания на изхода на нагревателния елемент. Това може да доведе до появата на ярки петна в местата на прекъсване по време на употреба. Използването на множество нишки от въглеродни влакна, изтъкани в спирала, обаче може да подобри електрическите характеристики на нагревателния елемент, да намали температурата на повърхността и значително да удължи живота на нагревателната тръба.

По време на производството на нагревателни елементи от въглеродни влакна, суровата прежда от въглеродни влакна първо се изтъкава на въжета или ленти, след което се навива около дорник, за да се образува спираловиден нагревателен проводник. След навиването нагревателният проводник се подлага на термична обработка, в резултат на което се получават два вида нагревателни тръби от въглеродни влакна: кухи и плътни (със сърцевинен прът).

Кухите нагревателни тръби от въглеродни влакна, при които сърцевината на пръчката се отстранява, след като нишката е втвърдена, зависят в голяма степен от количеството лепило, използвано по време на процеса на фиксиране.

1. Прекомерно количество лепило:
   • Може да създаде примеси след топлинна обработка, което води до замърсяване вътре в кварцовата тръба и засяга външния вид.
   • Нагряващата тел е твърде твърда, което води до крехкост и потенциално счупване или повреда по време на последващи процеси като резбонарязване или уплътняване.
2. Недостатъчно количество лепило:
   • Могат да причинят закърнявания или разхлабени нишки, което води до счупване на дефектни места по време на работа.
   • Това води до недостатъчна твърдост, в резултат на което нагревателният проводник губи спираловидната си форма и се допира до външната кварцова тръба, което съкращава живота му.
3. Неравномерно лепило:
   • Води до локални ярки петна по време на работа, което се отразява на продължителността на живота на нагревателната тръба.

Дебелината на нагревателния проводник играе важна роля за продължителността на живота на нагревателната тръба. За тръби със същата мощност по-тънък нагревателен проводник означава по-малка дължина на въглеродните влакна и по-ниска плътност на намотката, което води до относително по-кратък живот. Параметри като броя на навивките и стъпката на спиралата също оказват пряко влияние върху продължителността на живота. Оптималният избор изисква практически опит от страна на производителя, с разбирането, че по-високата употреба на материали увеличава производствените разходи.