Υλικά θήκης κάτω από το μικροσκόπιο - Επιλέγοντας το σωστό κράμα για 650 μοίρες
Στις 650 μοίρες , η επιλογή του υλικού της θήκης δεν είναι θέμα προτίμησης-είναι θέμα επιβίωσης. Ο συνηθισμένος ανοξείδωτος χάλυβας 304 οξειδώνεται γρήγορα σε αυτή τη θερμοκρασία, προκαλώντας αποδυνάμωση της θήκης και αστοχία του εσωτερικού πηνίου. Σύμφωνα με βιομηχανικές δοκιμές, ένας θερμαντήρας φυσιγγίων με θήκη Inconel μπορεί να διαρκέσει τρεις έως πέντε φορές περισσότερο από έναν με τυπικό ανοξείδωτο χάλυβα σε περιβάλλοντα 650 μοιρών.
Η κατανόηση του γιατί απαιτεί μια πιο προσεκτική ματιά στο τι συμβαίνει σε διαφορετικά κράματα σε υψηλές θερμοκρασίες.
304 και 321 από ανοξείδωτο χάλυβα.Αυτά τα κοινά υλικά υφίστανται καταστροφική οξείδωση και ευαισθητοποίηση στους 650 βαθμούς. Η προστατευτική κλίμακα οξειδίου του χρωμίου που κανονικά θωρακίζει την επιφάνεια σταματά να προσκολλάται και πέφτει επανειλημμένα, λεπτύνοντας γρήγορα τον τοίχο. Ταυτόχρονα, η απώλεια χρωμίου στα όρια των κόκκων-μια διαδικασία γνωστή ως ευαισθητοποίηση-καθιστά το περίβλημα εξαιρετικά εύθραυστο και επιρρεπές σε διακοκκώδη ρωγμές. 310Ο ανοξείδωτος χάλυβας S προσφέρει μέτρια βελτίωση, αλλά εξακολουθεί να λειτουργεί στο άκρο των δυνατοτήτων του χωρίς περιθώριο ασφαλείας.
Ανοξείδωτο ατσάλι 316L.Αυτό το υλικό αντιπροσωπεύει ένα σημαντικό βήμα προς τα πάνω. Παρέχει καλή αντοχή στη διάβρωση, τον ερπυσμό και την οξείδωση σε υψηλές θερμοκρασίες. Για εφαρμογές όπου το περιβάλλον είναι σχετικά καθαρό και ο θερμικός κύκλος λειτουργίας είναι μέτριος, το 316L μπορεί να προσφέρει αξιόπιστη εξυπηρέτηση στους 650 βαθμούς. Η{5}}οικονομικότητά του το καθιστά ελκυστική επιλογή για πολλές βιομηχανικές εφαρμογές.
Incoloy 800 / 800H / 800HT.Αυτό το κράμα νικελίου-σιδήρου-χρωμίου θεωρείται ευρέως ως το ελάχιστο πρότυπο για αξιόπιστη εξυπηρέτηση στους 650 βαθμούς . Έχει σχεδιαστεί για απόδοση σε υψηλές{4} θερμοκρασίες, αντοχή στην οξείδωση και διατήρηση αντοχής έως και 1150 μοίρες. Οι παραλλαγές 800H και 800HT προσφέρουν βελτιωμένη-αντοχή ερπυσμού σε υψηλή θερμοκρασία και αντοχή στη θερμική κόπωση-κρίσιμα χαρακτηριστικά για απαιτητικούς κύκλους λειτουργίας με συχνή εναλλαγή θερμοκρασίας.
Inconel 600 και 601.Αυτά τα κράματα νικελίου-χρωμίου είναι η κορυφαία επιλογή για τις πιο απαιτητικές εφαρμογές 650 μοιρών. Διακρίνονται σε έντονα οξειδωτικά περιβάλλοντα ή όταν υπάρχουν ίχνη διαβρωτικών υλικών. Σε εφαρμογές κενού, το Inconel 600 έχει χαμηλή πίεση ατμών, εξαιρετική αντοχή σε υψηλές{5}θερμοκρασίες και αξιοσημείωτη αντίσταση στην οξείδωση εάν σπάσει το κενό. Το Inconel είναι συχνά η προτιμώμενη επιλογή για θερμαντήρες φυσιγγίων που λειτουργούν υπό κενό σε θερμοκρασίες άνω των 800 μοιρών.
Η επιλογή υλικού επηρεάζει επίσης τις επιλογές καλωδίου ηλεκτροδίου και τερματισμού. Σε 650 μοίρες, τα καλώδια πρέπει να αντέχουν στο περιβάλλον λειτουργίας χωρίς τήξη ή βραχυκύκλωμα. Τα συρματόσχοινα-σε κατασκευές μολύβδου-όπου το καλώδιο ηλεκτροδίου είναι απευθείας ενσωματωμένο χωρίς συνδέσεις ακροδεκτών-προσφέρουν υψηλότερη αντοχή στη θερμοκρασία και ισχυρότερες μηχανικές ιδιότητες από τις εναλλακτικές πτυχώσεις.
Μια πρακτική σκέψη που συχνά παραβλέπεται: το πηνίο εσωτερικής αντίστασης του θερμαντήρα λειτουργεί σε θερμοκρασίες εκατοντάδες βαθμούς υψηλότερες από τη θερμοκρασία του περιβλήματος. Σε ένα σύστημα με κακή απόδοση, μια θήκη 650 μοιρών μπορεί να σημαίνει πηνίο 800–900 μοιρών. Σε αυτές τις θερμοκρασίες, τα συμβατικά κράματα αντίστασης οξειδώνονται γρήγορα και μπορεί να εμφανιστεί ανάπτυξη κόκκων, καθιστώντας το υλικό εύθραυστο και προκαλώντας τελικά θραύση από τη θερμική ανακύκλωση. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα κράματα-νικελίου-χρωμίου υψηλής καθαρότητας είναι απαραίτητα για το σύρμα εσωτερικής αντίστασης σε ένα γνήσιο θερμαντήρα φυσιγγίων μονής κεφαλής 650 μοιρών.
