Facteurs influençant la durée de vie des tubes chauffants en fibre de carbone

Tubes chauffants en fibre de carbone sont un nouveau type d'élément chauffant électrique qui diffère des tubes chauffants traditionnels à fil métallique. Ils utilisent la fibre de carbone comme matériau de l'élément chauffant et des tubes de quartz comme enveloppe extérieure. Ils présentent les avantages suivants : longue durée de vie, taux de conversion électrothermique élevé, chauffage par rayonnement infrarouge, résistance aux acides et aux alcalis, et résistance aux chocs thermiques. Ces tubes sont largement utilisés dans les fours tunnels industriels, les fours industriels, les séchoirs industriels et remplacent progressivement les tubes chauffants halogènes et les tubes chauffants à fil de résistance dans les appareils de chauffage domestiques.

Tubes chauffants en fibre de carbone peuvent être classés en plusieurs catégories en fonction de leur forme, du matériau du tube de quartz et de la technologie de traitement. Les principales méthodes de classification sont les suivantes :

1. Matériau de l'élément chauffant
2. Remplissage de gaz dans le tube de quartz
3. Tube de quartz extérieur
4. Méthode de câblage
5. Forme générale du tube chauffant

Avec plus d'une centaine de noms différents, nous ne les énumérerons pas tous ici. Nous nous concentrerons plutôt sur les facteurs qui affectent les performances et la durée de vie des tubes chauffants infrarouges linéaires en fibre de carbone.

Actuellement, les formes les plus courantes de éléments chauffants en fibre de carbone comprennent le feutre de carbone, la bande tissée en fibre de carbone et les fils chauffants en forme de spirale. Chaque type a ses avantages et ses applications, qui profitent aux utilisateurs de différentes manières.

L'utilisation de feutre de fibre de carbone comme élément chauffant pose des problèmes mineurs d'instabilité de la puissance. Ce problème est principalement lié au processus de fabrication, car les caractéristiques inhérentes au feutre de fibre de carbone font qu'il est difficile de garantir une épaisseur uniforme. En outre, le contrôle de la précision pendant la coupe pose également des problèmes, ce qui entraîne une instabilité de la puissance de l'élément chauffant.

Lors du traitement de rubans tissés en fibre de carbone, les fibres peuvent être facilement tirées et cassées, ce qui provoque des bavures à la sortie de l'élément chauffant. Cela peut créer des points lumineux aux points de rupture pendant l'utilisation. Toutefois, l'utilisation de plusieurs brins de fibre de carbone tissés en spirale permet d'améliorer les caractéristiques électriques de l'élément chauffant, de réduire la température de surface et d'allonger considérablement la durée de vie du tube chauffant.

Pendant la production de éléments chauffants en fibre de carboneDans le cas des tubes chauffants en fibre de carbone, le fil brut en fibre de carbone est d'abord tissé en cordes ou en rubans, puis enroulé autour d'un mandrin pour former un fil chauffant en forme de spirale. Après l'enroulement, le fil chauffant subit un traitement thermique, ce qui donne deux types de tubes chauffants en fibre de carbone : les tubes creux et les tubes pleins (avec une tige centrale).

Les tubes chauffants creux en fibre de carbone, dont le noyau est retiré après la fixation du filament, dépendent fortement de la quantité de colle utilisée pendant le processus de fixation.

1. Excès d'adhésif:
   • Peut créer des impuretés après le traitement thermique, entraînant une contamination à l'intérieur du tube de quartz, ce qui affecte l'apparence.
   • Rend le fil chauffant trop rigide, ce qui le fragilise et risque de le casser ou de l'endommager au cours de processus ultérieurs tels que le filetage ou le scellement.
2. Adhésif insuffisant:
   • Peut provoquer des bavures ou des brins lâches, entraînant des ruptures à des points défectueux pendant le fonctionnement.
   • Il en résulte une rigidité insuffisante qui fait que le fil chauffant perd sa forme spiralée et entre en contact avec le tube de quartz extérieur, ce qui réduit sa durée de vie.
3. Adhésif inégal:
   • Il en résulte des points lumineux localisés pendant le fonctionnement, ce qui affecte la durée de vie du tube chauffant.

L'épaisseur du fil chauffant joue un rôle important dans la durée de vie du tube chauffant. Pour des tubes de même puissance, un fil chauffant plus fin signifie une longueur de fibre de carbone plus courte et une densité d'enroulement plus faible, ce qui se traduit par une durée de vie relativement plus courte. Des paramètres tels que le nombre de tours et le pas de la spirale ont également un impact direct sur la durée de vie. La sélection optimale nécessite une expérience pratique de la part du fabricant, sachant qu'une utilisation plus importante de matériaux augmente le coût de production.