発熱体は様々な電化製品や工業プロセスで一般的に使用されている。しかし、熱応力、酸化、材料特性など、いくつかの要因により破損することがあります。これらの要因を理解することは、ラボ機器の購入者にとって、特定の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。
5つの主な要因発熱体が壊れる理由
1.ホットスポットの形成
- 局所的な酸化と抵抗の増加:局部的な酸化が進むと、エレメントワイヤーの断面積が減少します。これにより抵抗が増加し、局所的な発熱が起こり、絶縁破壊に至る。
- 遮蔽と熱損失の低減:支持体による遮蔽は、放射による熱損失を減少させる。これにより、遮蔽部分の温度が上昇し、素子の故障につながる可能性がある。
- 不十分なサポートと材料のたるみ:サポート不足やヒューズ材料の不適切な選択は、たるみや反りの原因となります。これにより、間隔が不均一になり、隣接するセクションがショートする可能性があります。
2.酸化および断続的な動作
- 加熱および冷却による熱応力:加熱と冷却を頻繁に繰り返すと、熱応力が発生する。これらの応力は酸化スケールに亀裂を生じさせ、剥離させ、新鮮な金属をさらなる酸化とホットスポット形成にさらす。
- 粒成長による脆化: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ます。これにより、元素が脆くなり、破断しやすくなる。
3.熱管理と制御
- 温度維持とサーモスタット制御:サーモスタットによる適切な温度制御は、温度変動の管理に役立ちます。これにより、過熱や素子故障のリスクを低減します。
- 過負荷と過度の温度に対する保護:過負荷リレーとヒューズにより、過負荷や過度の温度による損傷を防ぎます。これにより、発熱体の完全性が保証されます。
4.真空熱処理炉の仕様
- 蒸発と材料の選択:真空環境では、蒸気圧の低い材料が必要です。これは蒸発を防ぎ、その後の断面積の減少による焼損を防ぐためである。
- 取り付けと配線:発熱体の長寿命化には、セラミックまたは石英の絶縁体を使用した適切な取り付けと、短絡を防止するための清浄度の維持が不可欠です。
5.一般的な破損原因
- 大きな温度差:加熱ゾーンと非加熱ゾーンの間の大きな温度差は、クラックの原因となります。
- 高温での取り扱い:高温下でのサンプルの出し入れは、炉管の損傷を引き起こす可能性があります。
- 加熱材料の水分含有量:加熱材料に高い水分が含まれていると、エレメントの故障につながる可能性があります。
これらの要因を考慮することで、実験装置の購入者は発熱体の選択とメンテナンスについて十分な情報を得た上で決定することができます。これにより、研究室環境の特定のニーズと条件を確実に満たすことができます。これらの問題を適切に管理・理解することで、発熱体の寿命を大幅に延ばし、予期せぬ故障を防ぐことができます。
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