発熱体はいくつかの要因で焼損することがあります。これらの原因を理解することは、様々な用途における発熱体の寿命と効率を確保するために極めて重要です。
発熱体の焼損につながる7つの主な要因
1.低蒸気圧による蒸発
メカニズム:発熱体が真空または低圧環境にさらされた場合、動作圧力が蒸気圧を下回ると、材料が蒸発する可能性がある。この蒸発により発熱体の断面積が減少し、焼損に至る。
予防:これを防止するため、発熱体は炉の運転圧力より低い蒸気圧の材料で作る必要があります。エレメント材料の臨界蒸発温度以上の分圧雰囲気を使用することも有効です。
2.脆化と粒成長
効果:鉄を含む合金を加熱すると、高温で大きく脆い結晶粒が形成され、元素が脆く破断しやすくなる。
衝撃:脆いため、取り扱い中や作業中に破断しやすくなり、素子が破損することがある。
3.汚染と腐食
発生源:汚染は、管理された雰囲気中のガス、ろう付けに使用されるフラックスからのヒューム、汚染された部品の熱処理によるオイルヒュームから発生する可能性がある。
結果:これらの汚染物質は、素子の乾燥腐食を引き起こし、素子の寿命を縮めます。また、腐食は小さな亀裂を引き起こし、時間の経過とともに焼損につながる可能性があります。
4.ホットスポットの形成
原因:ホットスポットは、発熱体の特定の箇所が他の箇所よりも高温になることで発生する。これは、局所的な酸化、サポートによる遮蔽、またはたるみや反りにつながる不十分なサポートが原因となる。
影響:ホットスポットは局所的な抵抗と発熱を増加させ、素子の破壊につながる。
5.酸化と断続運転
プロセス:高温により、素子表面に連続した酸化スケールが形成され、内部の金属を保護する。しかし、加熱と冷却を頻繁に繰り返すと、このスケールに亀裂が入り、剥がれ落ちることがある。
影響:新鮮な金属が酸化にさらされ、局所的な酸化が進み、ホットスポットが形成される。
6.配線の欠陥
問題:炉の配線に問題があると、加熱エレメントへの電力供給が不十分になることがあります。
結果:エレメントが焼損する可能性があります。
7.保護および制御システム
対策:焼損を防止するために、自動温度制御、過負荷リレー、ヒューズなどのシステムが使用される。これらのシステムは温度と電流の流れを管理するのに役立ち、素子が安全なパラメーター内で動作することを保証する。
重要性:適切に機能する制御システムは、過負荷や過度の温度を防止するため、発熱体の長寿命化に不可欠です。
これらの重要なポイントを理解し対処することで、発熱体の耐久性と性能を大幅に向上させることができ、さまざまな産業や研究所の環境で効率的かつ安全に動作するようになります。
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