Kako povečati zgornjo temperaturno mejo grelnih elementov iz ogljikovih vlaken?

Številni proizvajalci grelni elementi iz ogljikovih vlaken proizvajajo cevi z najvišjo delovno temperaturo približno 300 stopinj Celzija. Nad to temperaturo se življenjska doba grelnih cevi znatno skrajša. Poleg tega silikonska plast visokotemperaturno odpornih žic sčasoma v visokotemperaturnih okoljih običajno praši, s čimer postopoma izgublja svoje izolacijske lastnosti. Dolgotrajna uporaba lahko privede do električnih puščanj v opremi, neustrezni zaščitni ukrepi pa lahko zlahka privedejo do varnostnih nesreč. Kako torej lahko rešimo to težavo?

Najprej analizirajmo dejavnike, ki omejujejo najvišjo delovno temperaturo. Analiziramo predvsem fizikalne lastnosti surovin:

1. Kvarčne cevi: Kvarčne cevi se lahko dlje časa uporablja pri temperaturah do 1100 stopinj Celzija, zato pri 300 stopinjah Celzija ne bo težav.
2. Ogrevalna žica: Ogljikova vlakna se uporabljajo kot grelna žica v grelnih elementih iz ogljikovih vlaken in lahko v vakuumu ohranijo svoje fizikalne in kemične lastnosti do 2700 stopinj Celzija, zato ni težav z grelno žico.
3. Čiste molibdenove elektrode: Molibden lahko ohrani svoje fizikalne in mehanske lastnosti do 2400 stopinj Celzija, zato elektrode niso problem.
4. Žice, odporne na visoke temperature: Stopnja toplotne odpornosti visokotemperaturnih žic je 350 stopinj Celzija. Nad to temperaturo žice izgubijo svoje izolacijske lastnosti, kar določa stopnjo temperaturne odpornosti grelnih elementov iz ogljikovih vlaken.

Drugič, analizirajmo vprašanje temperaturne meje iz obratovalnih pogojev grelnih elementov iz ogljikovih vlaken. Deset sekund po vklopu lahko temperatura na območju segrevanja grelnega elementa iz ogljikovih vlaken doseže več kot 500 stopinj Celzija. V skladu z načelom ohranjanja energije, če je temperatura kremenčeva ogrevalna cev v zaprtem prostoru, se bo temperatura prostora še naprej dvigovala, dokler ne bo doseženo toplotno ravnovesje.

Toda zakaj se pogosto omenja, da je mejna temperatura grelnih elementov iz ogljikovih vlaken 350 stopinj Celzija? Ne zato, ker kremenčeve grelne cevi ne prenesejo višjih temperatur, temveč zato, ker so žice v večini grelnih naprav nameščene v pečeh, najvišja temperaturna odpornost žic pa je približno 350 stopinj Celzija, zaradi česar so žice z visoko temperaturo ozko grlo materiala za povečanje delovne temperature grelnih elementov iz ogljikovih vlaken.

Iz zgornje analize izhaja, da je za rešitev vprašanja zgornje temperaturne meje grelnih elementov iz ogljikovih vlaken treba obravnavati temperaturno odpornost visokotemperaturnih žic. Ali naj povečamo temperaturni razred ali spremenimo način ožičenja?

Vijačni priključek grelni elementi iz ogljikovih vlaken Nova metoda vključuje uporabo vijačnih konektorjev namesto varjenja žic, zato ni več skrbi, da bi se silikonske žice prašile in odtrgale na spojih varjenja žic. Po obsežnih raziskavah in s prevzemom načinov povezovanja drugih grelnih cevi je bil razvit grelni element iz ogljikovih vlaken z vijačnim konektorjem. Z vijaki M4 nadomešča varjenje žice na kvarčni grelni cevi, kar strankam omogoča naknadno vgradnjo z uporabo tradicionalne metode vgradnje grelnih cevi s kovinskimi uporovnimi žicami, ne da bi bilo treba spreminjati zasnovo vezja, s čimer se zagotovi izolacijska zmogljivost žic grelne cevi pri visokih temperaturah ter prepreči puščanje opreme in okvare.

Kakšna je zgornja temperaturna meja za grelne elemente iz ogljikovih vlaken? Upamo, da bomo dosegli več kot 1000 stopinj Celzija, kar bi lahko nadomestilo tradicionalne grelne palice iz silicijevega karbida. Za grelne palice iz silicijevega karbida so potrebne zaščitne atmosfere z inertnimi ali reduktivnimi plini, imajo krajšo življenjsko dobo in višje stroške. Če lahko grelni elementi iz ogljikovih vlaken nadomestijo grelne palice iz silicijevega karbida, bi to odprlo pomembne priložnosti na trgu, saj bi ponujali stroškovno učinkovitejšo in trajnejšo rešitev.

Za več informacij o naših inovativnih rešitvah za ogrevanje obiščite naši spletni strani ali nas kontaktirajte po e-pošti na contact@globalquartztube.com. Global Quartz Tube je namenjen zagotavljanju visokokakovostnih in trajnih grelni elementi iz ogljikovih vlaken ki izpolnjujejo potrebe različnih industrijskih aplikacij.