Materiály pláště pod mikroskopem – výběr správné slitiny pro 650 stupňů
Při 650 stupních není výběr materiálu pláště otázkou preferencí,-je to otázka přežití. Obyčejná nerezová ocel 304 při této teplotě rychle oxiduje, což způsobuje oslabení pláště a selhání vnitřní cívky. Podle průmyslových testů může ohřívač kazety s pláštěm Inconel vydržet třikrát až pětkrát déle než ohřívač se standardní nerezovou ocelí v prostředí s úhlem 650 stupňů.
Pochopení proč vyžaduje bližší pohled na to, co se děje s různými slitinami při zvýšených teplotách.
Nerezová ocel 304 a 321.Tyto běžné materiály podléhají katastrofální oxidaci a senzibilizaci při 650 stupních. Ochranný povlak oxidu chromitého, který normálně chrání povrch, přestane ulpívat a opakovaně se odlupuje, čímž se stěna rychle ztenčuje. Současně ztráta chrómu na hranicích zrn-proces známý jako senzibilizace-činí plášť extrémně křehkým a náchylným k mezikrystalovému praskání. 310Nerezová ocel S nabízí mírné zlepšení, ale stále funguje na samé hranici svých možností bez bezpečnostní rezervy.
Nerezová ocel 316L.Tento materiál představuje významný krok vpřed. Poskytuje dobrou odolnost proti korozi, tečení a oxidaci při vysokých teplotách. Pro aplikace, kde je prostředí relativně čisté a tepelný cyklus je mírný, může 316L poskytovat spolehlivou službu při 650 stupních. Jeho nákladová-efektivita z něj činí atraktivní možnost pro mnoho průmyslových aplikací.
Incoloy 800/800H/800HT.Tato nikl-železo-chromová slitina je široce považována za minimální standard pro spolehlivý provoz při 650 stupních . Je navržen pro výkon při vysokých-teplotách, odolává oxidaci a udržuje pevnost až do 1150 stupňů . Varianty 800H a 800HT nabízejí zvýšenou-pevnost při tečení při vysokých teplotách a odolnost proti tepelné únavě-kritické vlastnosti pro náročné provozní cykly s častým cyklováním teplot.
Inconel 600 a 601.Tyto nikl-chromové slitiny jsou prémiovou volbou pro nejnáročnější 650° aplikace. Vynikají v silně oxidačních prostředích nebo tam, kde jsou přítomna stopová množství korozivních materiálů. Ve vakuových aplikacích má Inconel 600 nízký tlak par, vynikající pevnost při vysokých-teplotách a pozoruhodnou odolnost proti oxidaci, pokud se vakuum rozbije. Inconel je často preferovanou volbou pro topné patrony pracující ve vakuu při teplotách nad 800 stupňů.
Výběr materiálu také ovlivňuje výběr vodičů a zakončení. Při 650 stupních musí vodiče odolat provoznímu prostředí bez roztavení nebo zkratu. Kované-v olověných konstrukcích-kde je přívodní vodič přímo integrován bez koncovek{5}}nabízí vyšší teplotní odolnost a silnější mechanické vlastnosti než krimpované alternativy.
Často opomíjená praktická úvaha: cívka vnitřního odporu ohřívače pracuje při teplotách o stovky stupňů vyšších, než je teplota pláště. V systému se špatným výkonem může 650 stupňový plášť znamenat cívku 800–900 stupňů. Při těchto teplotách konvenční odporové slitiny rychle oxidují a může docházet k růstu zrn, což činí materiál křehkým a nakonec způsobí lom v důsledku tepelného cyklování. To je důvod, proč jsou slitiny niklu o vysoké čistotě -chromu nezbytné pro vnitřní odporový drát v opravdovém 650stupňovém ohřívači s jednou hlavicí.
