Por qué no se pueden reutilizar los tubos calefactores de fibra de carbono rotos

Hoy, mientras ojeaba los archivos, me he topado con la consulta de un amigo sobre si se pueden recuperar los tubos calefactores dañados. Concretamente: "¿Se pueden volver a conectar y seguir utilizando los tubos exteriores rotos de los elementos calefactores de fibra de carbono?". Analicemos por qué tanto los elementos calefactores de fibra de carbono como los tubos calefactores infrarrojos de alambre de tungsteno no pueden seguir utilizándose cuando sus tubos exteriores se agrietan.

Ambos elementos calefactores de fibra de carbono y los tubos de calefacción por infrarrojos de alambre de tungsteno consisten en alambres de calefacción eléctricos encerrados en tubos de cuarzo, procesados mediante sellado al vacío o la introducción de gases protectores.

Los hilos calefactores eléctricos de estos dos tipos de tubos calefactores están hechos de fibra de carbono y tungsteno, respectivamente. Las propiedades de estos materiales obligan a utilizarlos al vacío o en un entorno de gas protector para que funcionen correctamente.

La fibra de carbono, cuando se alimenta en el aire, se oxida y pierde sus propiedades físicas después de alcanzar una cierta temperatura superficial, lo que conduce a una rápida combustión. Sin embargo, puede utilizarse durante periodos prolongados en entornos de baja temperatura. Por ejemplo, los cables de silicona de fibra de carbono utilizados en los sistemas de calefacción por suelo radiante funcionan por debajo de los 75 grados Celsius. Los alambres de fibra de carbono sólo son adecuados para aplicaciones civiles en campos de baja temperatura, como la calefacción por suelo radiante, la calefacción de pared, los calentadores de baja temperatura, los productos sanitarios y los dispositivos de fisioterapia de baja temperatura.

En las aplicaciones industriales de tubos de calefacción eléctrica, sin embargo, 75 grados Celsius se quedan cortos para los requisitos operativos. Las propiedades físicas y químicas de la fibra de carbono son muy estables en entornos de baja temperatura, pero inestables a altas temperaturas. En atmósferas de vacío o de gas protector, la fibra de carbono presenta propiedades físicas y químicas estables, capaces de soportar temperaturas de hasta 2700 grados Celsius. Por este motivo, la fibra de carbono debe utilizarse como hilo calefactor eléctrico en un entorno de vacío o gas protector.

El hilo calefactor eléctrico del interior de los tubos de calefacción por infrarrojos de hilo de tungsteno está hecho de tungsteno, un material seleccionado por Edison durante la invención de la bombilla. El tungsteno puede alcanzar el estado incandescente y emitir calor y luz en entornos de vacío o gas protector.

El wolframio es un metal refractario con el punto de fusión más alto. Los metales con un punto de fusión superior a 1650 grados Celsius y superior al punto de fusión del circonio (1852 grados Celsius) se conocen como metales refractarios. Los metales refractarios típicos son el wolframio, el tántalo, el molibdeno, el niobio, el hafnio, el cromo, el vanadio, el circonio y el titanio. La principal ventaja del wolframio reside en su excelente resistencia a altas temperaturas y a la corrosión por metales alcalinos fundidos y vapores. El wolframio sólo se volatiliza y oxida por encima de los 1000 grados Celsius en presencia de oxígeno. Sin embargo, también presenta una elevada temperatura de transición de dúctil a quebradizo y es difícil de procesar a temperatura ambiente debido a su plasticidad.

Los metales refractarios como el wolframio se utilizan ampliamente en la metalurgia, la industria química, la electrónica, las fuentes de luz y las industrias mecánicas. En presencia de oxígeno, el wolframio se oxida y arde a altas temperaturas.

Debido a su tendencia a sublimarse y evaporarse a altas temperaturas, el tungsteno presenta a menudo un fenómeno común. Por ejemplo, las bombillas incandescentes, especialmente las de potencia superior a 100 vatios, desarrollan una sustancia oscura en el cristal exterior después de cierto uso, que resulta de la sublimación y deposición del tungsteno en la superficie de cuarzo.

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