Faktory ovlivňující životnost topných trubek z uhlíkových vláken

Topné trubky z uhlíkových vláken are a novel type of electric heating element that differ from traditional metal wire heating tubes. They utilize carbon fiber as the heating element material and quartz tubes as the outer shell. Their advantages include a long service life, high electrothermal conversion rate, infrared radiation heating, acid and alkali resistance, and resistance to thermal shock. These tubes are widely used in industrial tunnel furnaces, industrial ovens, industrial dryers, and are gradually replacing halogen heating tubes and resistance wire heating tubes in household heaters.

Topné trubky z uhlíkových vláken can be categorized into many types based on their shape, quartz tube material, and processing technology. The main classification methods include:

1. Materiál topného tělesa
2. Plynová náplň v křemenné trubici
3. Vnější křemenná trubice
4. Způsob zapojení
5. Celkový tvar topné trubky

Existuje více než stovka různých názvů, a proto zde nebudeme uvádět jednotlivé názvy. Místo toho se zaměříme na faktory, které ovlivňují výkon a životnost lineárních infračervených topných trubic z uhlíkových vláken.

Currently, the most common forms of topné prvky z uhlíkových vláken include carbon felt, carbon fiber woven tape, and spiral-shaped heating wires. Each type has its advantages and applications, benefiting users in different ways.

Při použití plsti z uhlíkových vláken jako topného prvku se vyskytují drobné problémy s nestabilitou výkonu. To vyplývá hlavně z výrobního procesu, protože přirozené vlastnosti plsti z uhlíkových vláken ztěžují zajištění rovnoměrné tloušťky. Kromě toho představuje problém také přesná kontrola během řezání, což vede k nestabilitě výkonu topného prvku.

Při zpracování pásky tkané z uhlíkových vláken může snadno dojít k vytažení a přetržení vláken, což způsobí otřepy na výstupu topného tělesa. To může při používání způsobit vznik světlých míst v místech přerušení. Použití více vláken uhlíkových vláken tkaných do spirály však může zlepšit elektrické vlastnosti topného prvku, snížit povrchovou teplotu a výrazně prodloužit životnost topné trubice.

During the production of topné prvky z uhlíkových vláken, the carbon fiber raw yarn is first woven into ropes or tapes, then wound around a mandrel to form a spiral-shaped heating wire. After winding, the heating wire undergoes heat treatment, resulting in two types of carbon fiber heating tubes: hollow and solid (with a core rod).

Duté topné trubice z uhlíkových vláken, u nichž se po zatuhnutí vlákna odstraní jádrová tyč, jsou do značné míry závislé na množství lepidla použitého během procesu fixace.

1. Nadměrné množství lepidla:
   • Po tepelném zpracování mohou vznikat nečistoty, které způsobují znečištění uvnitř křemenné trubice a ovlivňují vzhled.
   • Ohřívací drát je příliš tuhý, což vede ke křehkosti a možnému zlomení nebo poškození při následných procesech, jako je řezání závitů nebo těsnění.
2. Nedostatečné množství lepidla:
   • Může způsobit otřepy nebo uvolnění vláken, což vede k jejich zlomení na vadných místech během provozu.
   • Výsledkem je nedostatečná tuhost, která způsobuje, že topný drát ztrácí svůj spirálovitý tvar a dotýká se vnější křemenné trubice, což zkracuje jeho životnost.
3. Nerovnoměrné lepidlo:
   • Vede k lokálním světlým místům během provozu, což ovlivňuje životnost topné trubice.

Tloušťka topného drátu hraje významnou roli v životnosti topné trubky. U trubek se stejným výkonem znamená tenčí topný drát kratší délku uhlíkových vláken a nižší hustotu vinutí, což má za následek relativně kratší životnost. Životnost přímo ovlivňují také parametry, jako je počet závitů a rozteč spirály. Optimální výběr vyžaduje praktické zkušenosti výrobce s vědomím, že vyšší spotřeba materiálu zvyšuje výrobní náklady.