Fattori che influenzano la durata di vita del tubo di riscaldamento in fibra di carbonio

Tubi di riscaldamento in fibra di carbonio sono un nuovo tipo di elemento riscaldante elettrico che si differenzia dai tradizionali tubi riscaldanti a filo metallico. Utilizzano la fibra di carbonio come materiale dell'elemento riscaldante e tubi di quarzo come involucro esterno. I loro vantaggi includono una lunga durata, un elevato tasso di conversione elettrotermica, il riscaldamento a raggi infrarossi, la resistenza agli acidi e agli alcali e la resistenza agli shock termici. Questi tubi sono ampiamente utilizzati nei forni a tunnel industriali, nei forni industriali, negli essiccatori industriali e stanno gradualmente sostituendo i tubi riscaldanti alogeni e i tubi riscaldanti a filo di resistenza nei riscaldatori domestici.

Tubi di riscaldamento in fibra di carbonio possono essere classificati in diversi tipi in base alla loro forma, al materiale del tubo di quarzo e alla tecnologia di lavorazione. I principali metodi di classificazione includono:

1. Materiale dell'elemento riscaldante
2. Riempimento di gas all'interno del tubo di quarzo
3. Tubo di quarzo esterno
4. Metodo di cablaggio
5. Forma complessiva del tubo di riscaldamento

Con oltre un centinaio di nomi diversi, non li elencheremo in questa sede. Ci concentreremo invece sui fattori che influenzano le prestazioni e la durata dei tubi riscaldanti lineari a infrarossi in fibra di carbonio.

Attualmente, le forme più comuni di elementi riscaldanti in fibra di carbonio I tipi di riscaldamento che si possono utilizzare sono il feltro di carbonio, il nastro in fibra di carbonio e i fili riscaldanti a forma di spirale. Ogni tipo ha i suoi vantaggi e le sue applicazioni, con vantaggi diversi per gli utenti.

Quando si utilizza il feltro in fibra di carbonio come elemento riscaldante, si riscontrano lievi problemi di instabilità della potenza. Ciò deriva principalmente dal processo di produzione, poiché le caratteristiche intrinseche del feltro in fibra di carbonio rendono difficile garantire uno spessore uniforme. Inoltre, anche il controllo di precisione durante il taglio pone dei problemi, portando all'instabilità di potenza dell'elemento riscaldante.

Durante la lavorazione del nastro in fibra di carbonio, le fibre possono essere facilmente tirate e spezzate, causando bave all'uscita dell'elemento riscaldante. Ciò può creare punti luminosi nei punti di rottura durante l'uso. Tuttavia, l'utilizzo di più fili di fibra di carbonio intrecciati a spirale può migliorare le caratteristiche elettriche dell'elemento riscaldante, ridurre la temperatura superficiale e prolungare notevolmente la durata del tubo riscaldante.

Durante la produzione di elementi riscaldanti in fibra di carbonioIl filato grezzo in fibra di carbonio viene prima tessuto in corde o nastri, poi avvolto intorno a un mandrino per formare un filo riscaldante a forma di spirale. Dopo l'avvolgimento, il filo riscaldante viene sottoposto a un trattamento termico, dando vita a due tipi di tubi riscaldanti in fibra di carbonio: cavi e solidi (con un'asta centrale).

I tubi riscaldanti cavi in fibra di carbonio, in cui l'asta centrale viene rimossa dopo l'indurimento del filamento, dipendono fortemente dalla quantità di adesivo utilizzato durante il processo di fissaggio.

1. Adesivo eccessivo:
   • Può creare impurità dopo il trattamento termico, causando una contaminazione all'interno del tubo di quarzo e compromettendone l'aspetto.
   • Rende il filo riscaldante troppo rigido, con conseguente fragilità e potenziale rottura o danneggiamento durante i processi successivi, come la filettatura o la sigillatura.
2. Adesivo insufficiente:
   • Può causare bave o fili allentati, con conseguente rottura nei punti difettosi durante il funzionamento.
   • Il risultato è una rigidità insufficiente, che causa la perdita della forma a spirale del filo riscaldante e il contatto con il tubo di quarzo esterno, riducendone la durata.
3. Adesivo non uniforme:
   • Durante il funzionamento, si formano punti luminosi localizzati che compromettono la durata del tubo di riscaldamento.

Lo spessore del filo riscaldante gioca un ruolo importante nella durata del tubo riscaldante. A parità di potenza, un filo riscaldante più sottile significa una minore lunghezza della fibra di carbonio e una minore densità di avvolgimento, con una conseguente durata relativamente inferiore. Anche parametri come il numero di spire e il passo della spirale hanno un impatto diretto sulla durata. La scelta ottimale richiede un'esperienza pratica da parte del produttore, con la consapevolezza che un maggiore utilizzo di materiale aumenta il costo di produzione.