Factores que influyen en la vida útil de los tubos de calefacción de fibra de carbono

Tubos calefactores de fibra de carbono son un novedoso tipo de elemento calefactor eléctrico que difiere de los tradicionales tubos calefactores de alambre metálico. Utilizan fibra de carbono como material del elemento calefactor y tubos de cuarzo como revestimiento exterior. Sus ventajas incluyen una larga vida útil, un alto índice de conversión electrotérmica, calentamiento por radiación infrarroja, resistencia a ácidos y álcalis y resistencia al choque térmico. Estos tubos se utilizan ampliamente en hornos de túnel industriales, hornos industriales, secadores industriales, y están sustituyendo gradualmente a los tubos de calefacción halógenos y a los tubos de calefacción de alambre de resistencia en los calentadores domésticos.

Tubos calefactores de fibra de carbono pueden clasificarse en muchos tipos en función de su forma, material del tubo de cuarzo y tecnología de procesamiento. Los principales métodos de clasificación incluyen:

1. Material del elemento calefactor
2. Relleno de gas en el tubo de cuarzo
3. Tubo exterior de cuarzo
4. Método de cableado
5. Forma general del tubo de calefacción

Con más de cien nombres diferentes, no vamos a enumerar aquí cada uno de ellos. En su lugar, nos centraremos en los factores que afectan al rendimiento y la vida útil de los tubos de calefacción por infrarrojos lineales de fibra de carbono.

En la actualidad, las formas más comunes de elementos calefactores de fibra de carbono incluyen el fieltro de carbono, la cinta tejida de fibra de carbono y los hilos calefactores en forma de espiral. Cada tipo tiene sus ventajas y aplicaciones, y beneficia a los usuarios de distintas maneras.

Cuando se utiliza fieltro de fibra de carbono como elemento calefactor, hay pequeños problemas de inestabilidad de la potencia. Esto se debe principalmente al proceso de fabricación, ya que las características inherentes del fieltro de fibra de carbono dificultan la obtención de un grosor uniforme. Además, el control de precisión durante el corte también plantea problemas, lo que provoca inestabilidad de potencia en el elemento calefactor.

Al procesar cinta tejida de fibra de carbono, las fibras pueden tirarse y romperse con facilidad, provocando rebabas en la salida del elemento calefactor. Esto puede crear puntos brillantes en los puntos de rotura durante el uso. Sin embargo, el uso de múltiples hebras de fibra de carbono tejidas en espiral puede mejorar las características eléctricas del elemento calefactor, reducir la temperatura de la superficie y prolongar considerablemente la vida útil del tubo calefactor.

Durante la producción de elementos calefactores de fibra de carbonoEl hilo en bruto de fibra de carbono se teje primero en cuerdas o cintas y luego se enrolla alrededor de un mandril para formar un hilo calefactor en forma de espiral. Tras el bobinado, el hilo calefactor se somete a un tratamiento térmico, lo que da lugar a dos tipos de tubos calefactores de fibra de carbono: huecos y macizos (con una varilla central).

Los tubos calefactores huecos de fibra de carbono, en los que la varilla central se retira una vez fraguado el filamento, dependen en gran medida de la cantidad de adhesivo utilizado durante el proceso de fijación.

1. Exceso de adhesivo:
   • Puede crear impurezas tras el tratamiento térmico, causando contaminación en el interior del tubo de cuarzo, afectando al aspecto.
   • Hace que el cable calefactor sea demasiado rígido, lo que provoca fragilidad y posibles roturas o daños durante procesos posteriores como el roscado o el sellado.
2. Adhesivo insuficiente:
   • Puede causar rebabas o filamentos sueltos, provocando roturas en puntos defectuosos durante el funcionamiento.
   • La rigidez es insuficiente, lo que hace que el hilo calefactor pierda su forma espiral y entre en contacto con el tubo de cuarzo exterior, acortando su vida útil.
3. Adhesivo irregular:
   • Produce puntos brillantes localizados durante el funcionamiento, lo que afecta a la vida útil del tubo de calefacción.

El grosor del hilo calefactor desempeña un papel importante en la vida útil del tubo calefactor. Para tubos con la misma potencia, un hilo calefactor más fino significa una menor longitud de fibra de carbono y una menor densidad de bobinado, lo que se traduce en una vida útil relativamente más corta. Parámetros como el número de vueltas y el paso de la espiral también influyen directamente en la vida útil. La selección óptima requiere experiencia práctica por parte del fabricante, sabiendo que un mayor uso de material aumenta el coste de producción.