Faktoren, die die Lebensdauer von Kohlenstofffaser-Heizrohren beeinflussen

Heizungsrohre aus Kohlefaser sind eine neue Art von elektrischen Heizelementen, die sich von den herkömmlichen Metalldraht-Heizrohren unterscheiden. Sie verwenden Kohlefaser als Heizelementmaterial und Quarzrohre als Außenhülle. Zu ihren Vorteilen gehören eine lange Lebensdauer, eine hohe elektrothermische Umwandlungsrate, Infrarot-Strahlungsheizung, Säure- und Laugenbeständigkeit sowie Beständigkeit gegen Temperaturschock. Diese Rohre werden häufig in industriellen Tunnelöfen, Industrieöfen und Industrietrocknern eingesetzt und ersetzen nach und nach Halogenheizrohre und Widerstandsdrahtheizrohre in Haushaltsheizungen.

Heizungsrohre aus Kohlefaser können aufgrund ihrer Form, des Quarzrohrmaterials und der Verarbeitungstechnologie in viele Typen eingeteilt werden. Zu den wichtigsten Klassifizierungsmethoden gehören:

1. Material des Heizelements
2. Gasfüllung im Quarzrohr
3. Äußeres Quarzrohr
4. Verdrahtungsmethode
5. Gesamtform des Heizrohrs

Es gibt über hundert verschiedene Bezeichnungen, die wir hier nicht alle aufzählen werden. Stattdessen werden wir uns auf die Faktoren konzentrieren, die die Leistung und Lebensdauer von linearen Kohlefaser-Infrarot-Heizrohren beeinflussen.

Derzeit sind die häufigsten Formen von Kohlefaser-Heizelemente Dazu gehören Kohlenstofffilz, Kohlenstofffaser-Gewebeband und spiralförmige Heizdrähte. Jeder Typ hat seine Vorteile und Anwendungen, von denen die Nutzer auf unterschiedliche Weise profitieren.

Bei der Verwendung von Kohlefaserfilz als Heizelement gibt es kleinere Probleme mit der Leistungsinstabilität. Dies ist hauptsächlich auf den Herstellungsprozess zurückzuführen, da die inhärenten Eigenschaften von Kohlefaserfilz es schwierig machen, eine gleichmäßige Dicke zu gewährleisten. Darüber hinaus stellt auch die Präzisionskontrolle beim Schneiden eine Herausforderung dar, die zu einer Leistungsinstabilität des Heizelements führt.

Bei der Verarbeitung von Kohlenstofffaser-Gewebeband können die Fasern leicht gezogen und gebrochen werden, was zu Graten am Ausgang des Heizelements führt. Dies kann bei der Verwendung zu hellen Flecken an den Bruchstellen führen. Die Verwendung mehrerer spiralförmig verwobener Kohlefaserstränge kann jedoch die elektrischen Eigenschaften des Heizelements verbessern, die Oberflächentemperatur senken und die Lebensdauer des Heizrohrs erheblich verlängern.

Während der Produktion von Kohlefaser-HeizelementeBei der Herstellung von Heizrohren aus Kohlenstofffasern wird das Rohgarn zunächst zu Seilen oder Bändern gewebt und dann um einen Dorn gewickelt, um einen spiralförmigen Heizdraht zu bilden. Nach dem Aufwickeln wird der Heizdraht einer Wärmebehandlung unterzogen, wodurch zwei Arten von Kohlenstofffaser-Heizrohren entstehen: hohle und massive (mit einem Kernstab).

Bei hohlen Kohlenstofffaser-Heizrohren, bei denen der Kernstab nach dem Aushärten des Filaments entfernt wird, kommt es stark auf die Menge des Klebstoffs an, der während des Befestigungsprozesses verwendet wird.

1. Übermäßiger Klebstoff:
   • Nach der Wärmebehandlung können Verunreinigungen entstehen, die das Innere des Quarzrohrs verunreinigen und das Aussehen beeinträchtigen.
   • Der Heizdraht wird zu starr, was zu Sprödigkeit und möglichen Brüchen oder Beschädigungen bei nachfolgenden Prozessen wie Einfädeln oder Versiegeln führt.
2. Unzureichender Klebstoff:
   • Kann zu Graten oder losen Litzen führen, die während des Betriebs an defekten Stellen brechen.
   • Dies führt zu einer unzureichenden Steifigkeit, wodurch der Heizdraht seine Spiralform verliert und das äußere Quarzrohr berührt, was seine Lebensdauer verkürzt.
3. Ungleichmäßiger Kleber:
   • Führt zu lokalen hellen Flecken während des Betriebs und beeinträchtigt die Lebensdauer des Heizrohrs.

Die Dicke des Heizdrahtes spielt eine wichtige Rolle für die Lebensdauer des Heizrohrs. Bei Rohren mit gleicher Leistung bedeutet ein dünnerer Heizdraht eine kürzere Kohlefaserlänge und eine geringere Wicklungsdichte, was zu einer relativ kürzeren Lebensdauer führt. Auch Parameter wie die Anzahl der Windungen und die Steigung der Spirale wirken sich direkt auf die Lebensdauer aus. Die optimale Auswahl erfordert praktische Erfahrung des Herstellers, wobei zu berücksichtigen ist, dass ein höherer Materialverbrauch die Produktionskosten erhöht.