Faktory ovplyvňujúce životnosť vykurovacej rúrky z uhlíkových vlákien

Vykurovacie rúrky z uhlíkových vlákien sú novým typom elektrického vykurovacieho telesa, ktoré sa líši od tradičných kovových drôtených vykurovacích trubíc. Využívajú uhlíkové vlákna ako materiál vykurovacieho telesa a kremenné trubice ako vonkajší plášť. Medzi ich výhody patrí dlhá životnosť, vysoká miera elektrotepelnej konverzie, ohrev infračerveným žiarením, odolnosť voči kyselinám a zásadám a odolnosť voči tepelným šokom. Tieto rúrky sa široko používajú v priemyselných tunelových peciach, priemyselných peciach, priemyselných sušičkách a postupne nahrádzajú halogénové vykurovacie rúrky a vykurovacie rúrky z odporového drôtu v domácich vykurovacích zariadeniach.

Vykurovacie rúrky z uhlíkových vlákien možno rozdeliť do mnohých typov na základe ich tvaru, materiálu kremennej rúrky a technológie spracovania. Medzi hlavné metódy klasifikácie patria:

1. Materiál vykurovacieho telesa
2. Plynová náplň v kremennej trubici
3. Vonkajšia kremenná rúrka
4. Spôsob zapojenia
5. Celkový tvar vykurovacej rúrky

S viac ako stovkou rôznych názvov tu nebudeme uvádzať každý z nich. Namiesto toho sa zameriame na faktory, ktoré ovplyvňujú výkon a životnosť lineárnych infračervených vykurovacích trubíc z uhlíkových vlákien.

V súčasnosti sú najbežnejšie formy vykurovacie prvky z uhlíkových vlákien patrí uhlíková plsť, tkaná páska z uhlíkových vlákien a špirálovité vyhrievacie drôty. Každý typ má svoje výhody a použitie a prináša používateľom rôzne výhody.

Pri použití plsti z uhlíkových vlákien ako vykurovacieho telesa sa vyskytujú menšie problémy s nestabilitou výkonu. Vyplýva to najmä z výrobného procesu, pretože prirodzené vlastnosti plsti z uhlíkových vlákien sťažujú zabezpečenie rovnomernej hrúbky. Okrem toho predstavuje problém aj presná kontrola počas rezania, čo vedie k nestabilite výkonu vykurovacieho prvku.

Pri spracovaní pásky tkanej z uhlíkových vlákien sa vlákna môžu ľahko vytrhnúť a zlomiť, čo spôsobuje otrepy na výstupe vykurovacieho telesa. To môže počas používania vytvárať svetlé miesta v miestach zlomu. Použitie viacerých vlákien uhlíkových vlákien utkaných do špirály však môže zlepšiť elektrické vlastnosti vykurovacieho prvku, znížiť povrchovú teplotu a výrazne predĺžiť životnosť vykurovacej trubice.

Počas výroby vykurovacie prvky z uhlíkových vlákien, surová priadza z uhlíkových vlákien sa najprv utká do povrazov alebo pások, potom sa navinie na tŕň a vytvorí sa špirálovitý vyhrievací drôt. Po navinutí sa vyhrievací drôt tepelne spracuje, čím vzniknú dva typy vyhrievacích trubíc z uhlíkových vlákien: duté a plné (s jadrovou tyčou).

Duté vyhrievacie rúrky z uhlíkových vlákien, pri ktorých sa tyč s jadrom odstráni po vytvrdnutí vlákna, sú veľmi závislé od množstva lepidla použitého počas procesu upevňovania.

1. Nadmerné množstvo lepidla:
   • Môže vytvárať nečistoty po tepelnom spracovaní, ktoré spôsobujú kontamináciu vo vnútri kremennej rúrky a ovplyvňujú vzhľad.
   • Vykurovací drôt je príliš tuhý, čo vedie ku krehkosti a možnému poškodeniu alebo zlomeniu počas následných procesov, ako je napríklad závitovanie alebo tesnenie.
2. Nedostatočné množstvo lepidla:
   • Môže spôsobiť otrepy alebo uvoľnené vlákna, čo vedie k poškodeniu v miestach porúch počas prevádzky.
   • Výsledkom je nedostatočná tuhosť, čo spôsobuje, že vykurovací drôt stráca svoj špirálovitý tvar a dotýka sa vonkajšej kremennej trubice, čím sa skracuje jeho životnosť.
3. Nerovnomerné lepidlo:
   • Vedie k vzniku lokálnych svetlých miest počas prevádzky, čo ovplyvňuje životnosť vykurovacej trubice.

Hrúbka vykurovacieho drôtu zohráva významnú úlohu pri životnosti vykurovacej rúrky. V prípade trubíc s rovnakým výkonom znamená tenší vykurovací drôt kratšiu dĺžku uhlíkových vlákien a nižšiu hustotu vinutia, čo má za následok relatívne kratšiu životnosť. Parametre, ako je počet závitov a rozstup špirály, tiež priamo ovplyvňujú životnosť. Optimálny výber si vyžaduje praktické skúsenosti výrobcu s tým, že vyššia spotreba materiálu zvyšuje výrobné náklady.