Vstupte do jakékoli diskuse o průmyslovém vytápění a někdo zmíní "nerezovou ocel", jako by to byl jediný materiál. Ve skutečnosti si výrobci kazetových ohřívačů vybírají ze spektra slitin, z nichž každá je optimalizovaná pro konkrétní teplotní rozsahy a chemická prostředí. Pro aplikace při teplotě -40 stupňů tyto volby materiálu určují, zda ohřívač vydrží roky nebo selže během měsíců.
Nerezová ocel 304 slouží jako tažný materiál pro všeobecné průmyslové aplikace. Jeho obsah 18% chrómu a 8% niklu poskytuje vynikající odolnost proti oxidaci až do 800 stupňů při zachování houževnatosti při kryogenních teplotách. Austenitická struktura zabraňuje tažnému-k-křehkému přechodu, který trápí uhlíkové oceli, a zajišťuje, že plášť nepraskne během studeného startu nebo tepelného cyklování. Pro většinu průmyslových aplikací za chladného-počasí-venkovní stroje, chladicí zařízení, obecné procesní vytápění-304 nabízí nejlepší rovnováhu mezi výkonem a cenou.
Nerezová ocel 316L přidává 2-3 % molybdenu k základnímu složení 304, čímž výrazně zlepšuje odolnost vůči chloridům a průmyslovým chemikáliím. To se stává kritickým v mořském prostředí, chemickém zpracování nebo potravinářských aplikacích, kde sůl nebo kyselé čističe napadají standardní nerez. Označení „L“ označuje nízký obsah uhlíku (pod 0,03 %), který zabraňuje srážení karbidů během svařování, které by mohlo vytvářet body iniciace koroze. Pro topné patrony vystavené jak -40 stupňům, tak korozivním atmosférám poskytuje 316L prodlouženou životnost, která ospravedlňuje jeho 20-30% nákladovou prémii.
Incoloy 800 a 840 představují prémiovou vrstvu pro náročné aplikace. Tyto slitiny niklu-železa-chrómu obsahují 30-35 % niklu ve srovnání s 8-10 % nerezové oceli, což poskytuje vynikající odolnost proti oxidaci a nauhličování při vysokých teplotách. Pro provoz v chladném počasí je důležitější, že si zachovávají výjimečnou mechanickou pevnost a tažnost v extrémních teplotních rozsazích. Vysoký obsah niklu také poskytuje odolnost proti tepelným šokům z rychlých teplotních změn - přesně to, co se stane, když se ohřívač zapne v okolních podmínkách -40 stupňů.
Vnitřní komponenty používají stejně specifické materiály. Odporový drát je obvykle NiCr 80/20-80 % niklu, 20 % chromu-vybrán pro své stabilní odporové charakteristiky a odolnost proti oxidaci až do 1200 stupňů. Alternativní slitiny jako FeCrAl (železo-chrom-hliník) nabízejí vyšší maximální teploty za nižší cenu, ale trpí nižší tažností a rychlejší změnou odporu s teplotním cyklem. Pro předvídatelný výkon v rozsahu -40 až +800 stupňů zůstává průmyslovým standardem NiCr 80/20.
Izolace z oxidu hořečnatého se může zdát jako komodita, ale úrovně čistoty se enormně liší. Technická-kvalitní MgO obsahuje nečistoty, které snižují tepelnou vodivost a dielektrickou pevnost. MgO s vysokou-čistotou od specializovaných dodavatelů-Tateho z Japonska, UCM z Velké Británie-poskytuje tepelnou vodivost vyšší než 6 W/m·K při zachování izolačního odporu nad 10¹⁴ Ω·cm při 20 stupních . Tato čistota se stává kritickou u konstrukcí s vysokou-watt{11}}hustotou, kde teplo musí efektivně proudit z drátu do pláště a zároveň zabránit elektrickému zhroucení.
Izolace olověného drátu čelí možná nejnáročnějšímu výběru materiálu. Musí zůstat flexibilní při -40 stupních a zároveň přežít 250 stupňů v místě připojení ohřívače. Standardní PVC selhává v obou ohledech, stává se křehkým pod -10 stupňů a taje při 105 stupních. Silikonová pryž nabízí flexibilitu -60 stupňů a 200 stupňů nepřetržité hodnocení, ale postrádá odolnost proti mechanickému oděru. Řešením je kompozitní konstrukce-sklolaminátový oplet pro teplotní odolnost se silikonovým nebo teflonovým povlakem pro ochranu proti vlhkosti a chemikáliím. Pro extrémní prostředí poskytuje čistý niklový drát s minerální izolací (kabel MI) schopnost -200 až +600 stupňů s absolutní odolností proti vlhkosti.
Vývodové kolíky a vnitřní spoje používají nikl-mangan nebo slitiny čistého niklu, aby odpovídaly charakteristikám tepelné roztažnosti nerezového pláště a zároveň poskytovaly elektrické dráhy odolné vůči korozi-. Mosazné nebo měděné koncovky, i když jsou levnější, vytvářejí ve spojení s nerezovou ocelí galvanické korozní články a trpí pracovním-tvrdnutím během tepelného cyklování, které vede k poruchám spojení.
