Παράγοντες που επηρεάζουν τη διάρκεια ζωής του σωλήνα θέρμανσης από ίνες άνθρακα

Σωλήνες θέρμανσης από ίνες άνθρακα είναι ένας νέος τύπος ηλεκτρικού θερμαντικού στοιχείου που διαφέρει από τους παραδοσιακούς σωλήνες θέρμανσης με μεταλλικό σύρμα. Χρησιμοποιούν ίνες άνθρακα ως υλικό του θερμαντικού στοιχείου και σωλήνες χαλαζία ως εξωτερικό κέλυφος. Τα πλεονεκτήματά τους περιλαμβάνουν μεγάλη διάρκεια ζωής, υψηλό ρυθμό ηλεκτροθερμικής μετατροπής, θέρμανση με υπέρυθρη ακτινοβολία, αντοχή σε οξέα και αλκάλια και αντοχή σε θερμικό σοκ. Αυτοί οι σωλήνες χρησιμοποιούνται ευρέως σε βιομηχανικούς κλιβάνους σήραγγας, βιομηχανικούς φούρνους, βιομηχανικούς στεγνωτήρες και αντικαθιστούν σταδιακά τους σωλήνες θέρμανσης αλογόνου και τους σωλήνες θέρμανσης με σύρμα αντίστασης στις οικιακές θερμάστρες.

Σωλήνες θέρμανσης από ίνες άνθρακα μπορούν να κατηγοριοποιηθούν σε πολλούς τύπους με βάση το σχήμα τους, το υλικό του σωλήνα χαλαζία και την τεχνολογία επεξεργασίας. Οι κύριες μέθοδοι ταξινόμησης περιλαμβάνουν:

1. Υλικό θερμαντικού στοιχείου
2. Πλήρωση αερίου εντός του σωλήνα χαλαζία
3. Εξωτερικός σωλήνας χαλαζία
4. Μέθοδος καλωδίωσης
5. Συνολικό σχήμα του σωλήνα θέρμανσης

Με πάνω από εκατό διαφορετικά ονόματα, δεν θα παραθέσουμε το καθένα εδώ. Αντ' αυτού, θα επικεντρωθούμε στους παράγοντες που επηρεάζουν την απόδοση και τη διάρκεια ζωής των γραμμικών σωλήνων υπέρυθρης θέρμανσης από ίνες άνθρακα.

Επί του παρόντος, οι πιο κοινές μορφές στοιχεία θέρμανσης από ίνες άνθρακα περιλαμβάνουν την τσόχα άνθρακα, την υφαντή ταινία από ίνες άνθρακα και τα σύρματα θέρμανσης σε σχήμα σπιράλ. Κάθε τύπος έχει τα πλεονεκτήματα και τις εφαρμογές του, ωφελώντας τους χρήστες με διαφορετικούς τρόπους.

Όταν χρησιμοποιείται η τσόχα από ανθρακονήματα ως θερμαντικό στοιχείο, υπάρχουν μικροπροβλήματα με την αστάθεια ισχύος. Αυτό προέρχεται κυρίως από τη διαδικασία κατασκευής, καθώς τα εγγενή χαρακτηριστικά της τσόχας ινών άνθρακα καθιστούν δύσκολη την εξασφάλιση ομοιόμορφου πάχους. Επιπλέον, ο έλεγχος της ακρίβειας κατά την κοπή αποτελεί επίσης πρόκληση, οδηγώντας σε αστάθεια ισχύος στο θερμαντικό στοιχείο.

Κατά την επεξεργασία υφασμένης ταινίας από ίνες άνθρακα, οι ίνες μπορούν εύκολα να τραβηχτούν και να σπάσουν, προκαλώντας γρέζια στην έξοδο του θερμαντικού στοιχείου. Αυτό μπορεί να δημιουργήσει φωτεινά σημεία στα σημεία θραύσης κατά τη χρήση. Ωστόσο, η χρήση πολλαπλών κλώνων ινών άνθρακα υφασμένων σε σπείρα μπορεί να βελτιώσει τα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά του θερμαντικού στοιχείου, να μειώσει τη θερμοκρασία της επιφάνειας και να παρατείνει σημαντικά τη διάρκεια ζωής του σωλήνα θέρμανσης.

Κατά τη διάρκεια της παραγωγής του στοιχεία θέρμανσης από ίνες άνθρακα, το ακατέργαστο νήμα από ίνες άνθρακα υφαίνεται πρώτα σε σχοινιά ή ταινίες και στη συνέχεια τυλίγεται γύρω από μια άτρακτο για να σχηματιστεί ένα σύρμα θέρμανσης σε σχήμα σπείρας. Μετά την περιέλιξη, το σύρμα θέρμανσης υφίσταται θερμική επεξεργασία, με αποτέλεσμα να προκύπτουν δύο τύποι σωλήνων θέρμανσης από ίνες άνθρακα: κοίλοι και συμπαγείς (με ράβδο πυρήνα).

Οι κοίλοι θερμαντικοί σωλήνες από ίνες άνθρακα, όπου η ράβδος πυρήνα αφαιρείται μετά την πήξη του νήματος, εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από την ποσότητα της κόλλας που χρησιμοποιείται κατά τη διαδικασία στερέωσης.

1. Υπερβολική κόλλα:
   • Μπορεί να δημιουργήσει ακαθαρσίες μετά τη θερμική επεξεργασία, προκαλώντας μόλυνση στο εσωτερικό του σωλήνα χαλαζία, επηρεάζοντας την εμφάνιση.
   • Κάνει το θερμαντικό σύρμα πολύ άκαμπτο, με αποτέλεσμα να γίνεται εύθραυστο και να μπορεί να σπάσει ή να καταστραφεί κατά τις επόμενες διεργασίες, όπως το σπείρωμα ή η σφράγιση.
2. Ανεπαρκής κόλλα:
   • Μπορεί να προκαλέσει γρέζια ή χαλαρά νήματα, οδηγώντας σε θραύση σε σημεία ελαττωμάτων κατά τη λειτουργία.
   • Οδηγεί σε ανεπαρκή ακαμψία, με αποτέλεσμα το θερμαντικό σύρμα να χάνει το σπειροειδές σχήμα του και να έρχεται σε επαφή με τον εξωτερικό σωλήνα χαλαζία, μειώνοντας τη διάρκεια ζωής του.
3. Ανομοιόμορφη κόλλα:
   • Οδηγεί σε εντοπισμένα φωτεινά σημεία κατά τη λειτουργία, επηρεάζοντας τη διάρκεια ζωής του σωλήνα θέρμανσης.

Το πάχος του καλωδίου θέρμανσης παίζει σημαντικό ρόλο στη διάρκεια ζωής του σωλήνα θέρμανσης. Για σωλήνες με την ίδια ισχύ, ένα λεπτότερο σύρμα θέρμανσης σημαίνει μικρότερο μήκος ινών άνθρακα και χαμηλότερη πυκνότητα περιέλιξης, με αποτέλεσμα σχετικά μικρότερη διάρκεια ζωής. Παράμετροι όπως ο αριθμός των στροφών και το βήμα της σπείρας επηρεάζουν επίσης άμεσα τη διάρκεια ζωής. Η βέλτιστη επιλογή απαιτεί πρακτική εμπειρία από τον κατασκευαστή, με την κατανόηση ότι η υψηλότερη χρήση υλικών αυξάνει το κόστος παραγωγής.