Proč nelze znovu použít rozbité trubky ohřívače z uhlíkových vláken

Dnes jsem při procházení záznamů narazil na dotaz kamaráda, zda lze zachránit poškozené topné trubky. Konkrétně: "Lze poškozené vnější trubky topných těles z uhlíkových vláken znovu spojit a stále používat?". Pojďme si rozebrat, proč nelze topné prvky z uhlíkových vláken i infračervené topné trubice z wolframového drátu nadále používat, když jejich vnější trubice prasknou.

Obě stránky topné prvky z uhlíkových vláken a infračervené topné trubice s wolframovým drátem se skládají z elektrických topných drátů uzavřených v křemenných trubicích, které jsou zpracovány vakuovým utěsněním nebo zavedením ochranných plynů.

Elektrické topné dráty v těchto dvou typech topných trubic jsou vyrobeny z uhlíkových vláken a wolframu. Z vlastností těchto materiálů vyplývá, že pro správnou funkci musí být provozovány ve vakuu nebo v prostředí ochranného plynu.

Uhlíkové vlákno na vzduchu po dosažení určité povrchové teploty oxiduje a ztrácí své fyzikální vlastnosti, což vede k rychlému vyhoření. Lze je však používat po delší dobu v prostředí s nízkou teplotou. Například silikonové vodiče z uhlíkových vláken používané v systémech podlahového vytápění pracují při teplotách pod 75 °C. Dráty z uhlíkových vláken jsou vhodné pouze pro civilní použití v nízkoteplotních oblastech, jako je podlahové vytápění, stěnové vytápění, nízkoteplotní ohřívače, zdravotnické výrobky a nízkoteplotní fyzioterapeutické přístroje.

V průmyslových aplikacích s elektrickými topnými trubkami však teplota 75 stupňů Celsia nesplňuje provozní požadavky. Fyzikální a chemické vlastnosti uhlíkových vláken jsou velmi stabilní v prostředí s nízkou teplotou, ale nestabilní při vysokých teplotách. Ve vakuu nebo v prostředí ochranných plynů vykazují uhlíková vlákna stabilní fyzikální a chemické vlastnosti a jsou schopna odolávat teplotám až 2700 stupňů Celsia. Proto je nutné uhlíkové vlákno používat jako elektrický topný drát v prostředí vakua nebo ochranného plynu.

Elektrický topný drát uvnitř infračervených trubic z wolframového drátu je vyroben z wolframu, materiálu, který Edison vybral při vynálezu žárovky. Wolfram může dosáhnout žhavého stavu a vyzařovat teplo a světlo ve vakuu nebo v prostředí ochranného plynu.

Wolfram je žáruvzdorný kov s nejvyšším bodem tání. Kovy s bodem tání vyšším než 1650 stupňů Celsia a vyšším než bod tání zirkonia (1852 stupňů Celsia) se označují jako žáruvzdorné kovy. Mezi typické žáruvzdorné kovy patří wolfram, tantal, molybden, niob, hafnium, chrom, vanad, zirkon a titan. Hlavní výhoda wolframu spočívá v jeho vynikající pevnosti při vysokých teplotách a odolnosti proti korozi roztavenými alkalickými kovy a parami. Wolfram se vypařuje a oxiduje pouze při teplotách nad 1000 °C za přítomnosti kyslíku. Vykazuje však také vysokou teplotu přechodu z tvárnosti do křehkosti a kvůli své plasticitě se obtížně zpracovává při pokojové teplotě.

Žáruvzdorné kovy, jako je wolfram, se široce používají v metalurgii, chemickém průmyslu, elektronice, světelných zdrojích a strojírenství. V přítomnosti kyslíku wolfram oxiduje a hoří při vysokých teplotách.

Vzhledem k tendenci wolframu sublimovat a odpařovat se při vysokých teplotách se u něj často vyskytuje běžný jev. Například u žárovek, zejména těch s příkonem vyšším než 100 wattů, se po určité době používání objeví na vnějším skle tmavá látka, která vzniká sublimací wolframu a jeho usazováním na křemenném povrchu.

Společnost GlobalQT se specializuje na vysoce kvalitní křemenné trubice a topná tělesa. Další informace naleznete na stránkách webová stránka nebo nám napište na contact@globalquartztube.com.