Czynniki wpływające na żywotność przewodu grzejnego z włókna węglowego

Rury grzewcze z włókna węglowego to nowatorski typ elektrycznego elementu grzejnego, który różni się od tradycyjnych rur grzewczych z drutu metalowego. Wykorzystują one włókno węglowe jako materiał elementu grzejnego i rury kwarcowe jako zewnętrzną powłokę. Ich zalety obejmują długą żywotność, wysoki współczynnik konwersji elektrotermicznej, ogrzewanie promieniowaniem podczerwonym, odporność na kwasy i zasady oraz odporność na szok termiczny. Rury te są szeroko stosowane w przemysłowych piecach tunelowych, piecach przemysłowych, suszarniach przemysłowych i stopniowo zastępują halogenowe rury grzewcze i rury grzewcze z drutu oporowego w grzejnikach domowych.

Rury grzewcze z włókna węglowego można podzielić na wiele typów w oparciu o ich kształt, materiał rury kwarcowej i technologię przetwarzania. Główne metody klasyfikacji obejmują:

1. Materiał elementu grzejnego
2. Wypełnienie gazem w rurce kwarcowej
3. Zewnętrzna rurka kwarcowa
4. Metoda okablowania
5. Ogólny kształt rury grzewczej

Z ponad setką różnych nazw, nie będziemy tutaj wymieniać każdej z nich. Zamiast tego skupimy się na czynnikach, które wpływają na wydajność i żywotność liniowych rur grzewczych na podczerwień z włókna węglowego.

Obecnie najpopularniejsze formy Elementy grzejne z włókna węglowego obejmują filc węglowy, tkaną taśmę z włókna węglowego i spiralne przewody grzejne. Każdy typ ma swoje zalety i zastosowania, przynosząc użytkownikom różne korzyści.

W przypadku stosowania filcu z włókna węglowego jako elementu grzejnego, występują drobne problemy z niestabilnością mocy. Wynika to głównie z procesu produkcyjnego, ponieważ nieodłączne cechy filcu z włókna węglowego utrudniają zapewnienie jednolitej grubości. Dodatkowo, precyzyjna kontrola podczas cięcia również stanowi wyzwanie, prowadząc do niestabilności mocy elementu grzejnego.

Podczas przetwarzania taśmy tkanej z włókna węglowego, włókna mogą być łatwo ciągnięte i łamane, powodując powstawanie zadziorów na wyjściu elementu grzejnego. Może to powodować powstawanie jasnych punktów w miejscach przerwania podczas użytkowania. Jednak użycie wielu pasm włókna węglowego splecionych w spiralę może poprawić charakterystykę elektryczną elementu grzejnego, obniżyć temperaturę powierzchni i znacznie wydłużyć żywotność rury grzewczej.

Podczas produkcji Elementy grzejne z włókna węglowegoSurowa przędza z włókna węglowego jest najpierw tkana w liny lub taśmy, a następnie nawijana wokół trzpienia w celu utworzenia spiralnego drutu grzejnego. Po nawinięciu drut grzewczy poddawany jest obróbce cieplnej, w wyniku której powstają dwa rodzaje rur grzewczych z włókna węglowego: puste i pełne (z rdzeniem).

Puste rury grzewcze z włókna węglowego, w których rdzeń jest usuwany po związaniu włókna, w dużym stopniu zależą od ilości kleju użytego podczas procesu mocowania.

1. Nadmierna ilość kleju:
   • Może tworzyć zanieczyszczenia po obróbce cieplnej, powodując zanieczyszczenie wewnątrz rury kwarcowej, wpływając na wygląd.
   • Sprawia, że drut grzewczy jest zbyt sztywny, co prowadzi do kruchości i potencjalnego pęknięcia lub uszkodzenia podczas kolejnych procesów, takich jak gwintowanie lub uszczelnianie.
2. Niewystarczająca ilość kleju:
   • Może powodować powstawanie zadziorów lub luźnych splotów, prowadząc do pęknięć w uszkodzonych punktach podczas pracy.
   • Powoduje to niewystarczającą sztywność, przez co drut grzewczy traci swój spiralny kształt i styka się z zewnętrzną rurką kwarcową, skracając jej żywotność.
3. Nierówny klej:
   • Prowadzi do powstawania miejscowych jasnych punktów podczas pracy, wpływając na żywotność rury grzewczej.

Grubość drutu grzewczego odgrywa znaczącą rolę w żywotności rurki grzewczej. W przypadku rurek o tej samej mocy, cieńszy drut grzewczy oznacza mniejszą długość włókna węglowego i mniejszą gęstość uzwojenia, co skutkuje stosunkowo krótszą żywotnością. Parametry takie jak liczba zwojów i skok spirali również mają bezpośredni wpływ na żywotność. Optymalny wybór wymaga od producenta praktycznego doświadczenia, przy założeniu, że większe zużycie materiału zwiększa koszty produkcji.