Factores que influenciam o tempo de vida dos tubos de aquecimento em fibra de carbono

Tubos de aquecimento em fibra de carbono são um novo tipo de elemento de aquecimento elétrico que difere dos tradicionais tubos de aquecimento de fio metálico. Utilizam fibra de carbono como material do elemento de aquecimento e tubos de quartzo como revestimento exterior. As suas vantagens incluem uma longa vida útil, elevada taxa de conversão electrotérmica, aquecimento por radiação infravermelha, resistência a ácidos e álcalis e resistência ao choque térmico. Estes tubos são amplamente utilizados em fornos industriais de túnel, fornos industriais, secadores industriais e estão gradualmente a substituir os tubos de aquecimento de halogéneo e os tubos de aquecimento de fio de resistência em aquecedores domésticos.

Tubos de aquecimento em fibra de carbono podem ser classificados em vários tipos com base na sua forma, material do tubo de quartzo e tecnologia de processamento. Os principais métodos de classificação incluem:

1. Material do elemento de aquecimento
2. Enchimento de gás no tubo de quartzo
3. Tubo de quartzo exterior
4. Método de cablagem
5. Forma geral do tubo de aquecimento

Com mais de uma centena de nomes diferentes, não vamos enumerar cada um deles aqui. Em vez disso, concentrar-nos-emos nos factores que afectam o desempenho e a vida útil dos tubos de aquecimento por infravermelhos de fibra de carbono linear.

Atualmente, as formas mais comuns de elementos de aquecimento em fibra de carbono incluem feltro de carbono, fita tecida de fibra de carbono e fios de aquecimento em forma de espiral. Cada tipo tem as suas vantagens e aplicações, beneficiando os utilizadores de diferentes formas.

Quando se utiliza feltro de fibra de carbono como elemento de aquecimento, existem pequenos problemas de instabilidade de potência. Isto deve-se principalmente ao processo de fabrico, uma vez que as caraterísticas inerentes ao feltro de fibra de carbono dificultam a garantia de uma espessura uniforme. Além disso, o controlo de precisão durante o corte também coloca desafios, levando à instabilidade de potência no elemento de aquecimento.

Ao processar fita tecida de fibra de carbono, as fibras podem ser facilmente puxadas e quebradas, causando rebarbas na saída do elemento de aquecimento. Isto pode criar pontos brilhantes nos pontos de rutura durante a utilização. No entanto, a utilização de vários fios de fibra de carbono tecidos em espiral pode melhorar as caraterísticas eléctricas do elemento de aquecimento, reduzir a temperatura da superfície e prolongar significativamente a vida útil do tubo de aquecimento.

Durante a produção de elementos de aquecimento em fibra de carbonoO fio de fibra de carbono em bruto é primeiro tecido em cordas ou fitas, depois enrolado à volta de um mandril para formar um fio de aquecimento em forma de espiral. Após o enrolamento, o fio de aquecimento é submetido a um tratamento térmico, resultando em dois tipos de tubos de aquecimento de fibra de carbono: oco e sólido (com uma haste central).

Os tubos de aquecimento de fibra de carbono ocos, em que a haste central é removida depois de o filamento ser fixado, dependem fortemente da quantidade de adesivo utilizada durante o processo de fixação.

1. Adesivo em excesso:
   • Pode criar impurezas após o tratamento térmico, causando contaminação no interior do tubo de quartzo e afectando o aspeto.
   • Torna o fio de aquecimento demasiado rígido, conduzindo a fragilidade e a potenciais rupturas ou danos durante os processos subsequentes, como a roscagem ou a selagem.
2. Adesivo insuficiente:
   • Pode causar rebarbas ou fios soltos, levando à rutura em pontos defeituosos durante o funcionamento.
   • Resulta numa rigidez insuficiente, fazendo com que o fio de aquecimento perca a sua forma espiral e entre em contacto com o tubo de quartzo exterior, encurtando a sua vida útil.
3. Adesivo irregular:
   • Dá origem a pontos brilhantes localizados durante o funcionamento, afectando a vida útil do tubo de aquecimento.

A espessura do fio de aquecimento desempenha um papel significativo no tempo de vida útil do tubo de aquecimento. Para tubos com a mesma potência, um fio de aquecimento mais fino significa menor comprimento de fibra de carbono e menor densidade de enrolamento, resultando numa vida útil relativamente mais curta. Parâmetros como o número de voltas e o passo da espiral também têm um impacto direto na vida útil. A seleção ideal requer experiência prática por parte do fabricante, tendo em conta que uma maior utilização de material aumenta o custo de produção.