Penyebab kerusakan pada elemen pemanas tungku listrik

Kehidupan elemen pemanas tergantung pada sejumlah faktor: pada suhu operasi, sifat perubahannya dari waktu ke waktu, desain dan ukuran pemanas, pengaruh atmosfer tungku terhadapnya. Ini dapat disebabkan oleh oksidasi bertahap dari bahan kerja (atau penghancurannya, jika kita berbicara tentang logam mulia atau pemanas yang beroperasi dalam ruang hampa atau dalam atmosfer pelindung) atau hilangnya kekuatan mekanik.

Bahan yang digunakan untuk pemanas, ketika dipanaskan, membentuk film oksida padat yang melindungi bahan dasar dari oksidasi lebih lanjut, oleh karena itu, hingga suhu tertentu (untuk setiap bahan), oksidasi berkembang sangat lambat, dan setelah melewati tingkat suhu ini, prosesnya dipercepat. tajam. Penyemprotan bahan dalam ruang hampa atau atmosfir pelindung juga berlangsung dengan cara yang sama.

Suhu maksimum yang diijinkan dari suatu bahan haruslah suhu di mana proses oksidasi atau dispersi bahan meningkat secara tajam. Jika Anda melebihi level ini, masa pakai elemen pemanas berkurang secara signifikan.

Ketika pemanas teroksidasi, film oksida di atasnya (biasanya non-konduktif atau konduktif rendah) secara bertahap mengental dan penampang inti logam berkurang. Oleh karena itu, resistansi pemanas secara bertahap meningkat, dan daya yang dilepaskan di dalamnya berkurang. Ketika pengurangan daya ini menjadi signifikan (sekitar 10-15%), pemanas harus diganti dengan yang baru, masa pakainya berakhir.

Proses peningkatan resistansi pemanas secara bertahap sebagai akibat dari oksidasi atau hamburannya tidak selalu menjadi alasan penggantiannya; sangat sering pemanas gagal jauh sebelum hambatannya mencapai nilai batasnya. Pemanas biasanya memiliki beberapa area yang melemah, retakan kecil di tikungan, inklusi film oksida dan sejenisnya, di mana peningkatan resistansi lokal diamati.

Area dengan resistensi yang meningkat seperti itu akan menyebabkan panas berlebih lokal di pemanas dan oksidasi yang lebih intensif di tempat-tempat yang terlalu panas ini. Oksidasi yang intens, pada gilirannya, akan menyebabkan penurunan lebih lanjut pada penampang pemanas pada titik-titik ini, peningkatan suhu lebih lanjut, proses akan berlanjut dengan laju yang meningkat dan akan menyebabkan pemanas terbakar di salah satu poin-poin ini.

Masa pakai pemanas kawat 1 mm tergantung pada suhunya (di udara)

Efek serupa dapat terjadi jika permukaan pemanas kotor atau desainnya salah, jika perpindahan panas ke beberapa bagiannya sulit (misalnya, di bagian pemanas yang dilindungi dengan penopang atau kait tahan api), yang mengakibatkan panas berlebih lokal .

Jenis panas berlebih lokal ini tidak akan secara signifikan mempengaruhi pengurangan masa pakai pemanas jika nilai absolutnya rendah dan suhu zona terpanas tidak akan mencapai nilai di mana oksidasi intensif (atau hamburan) materi dimulai.

Oleh karena itu, perlu diupayakan untuk memastikan bahwa ada batas tertentu antara suhu pengoperasian pemanas dan suhu pemanasan maksimum yang diperbolehkan, yang melebihi nilai panas berlebih lokal yang mungkin terjadi. Jika margin ini kecil, maka panas berlebih lokal ini harus diminimalkan dengan desain rasional dan pilihan penampang pemanas yang besar, karena semakin besar penampang ini, semakin kecil persentase penyempitan lokal, semakin sedikit lokal akan terjadi. kepanasan.

Alasan kegagalan pemanas juga mungkin karena kekuatan mekaniknya yang tidak mencukupi pada suhu tinggi, kecenderungannya untuk merayap atau melengkung.Misalnya, jika pemanas dirancang sedemikian rupa sehingga pada suhu operasi ia mulai berubah bentuk karena beratnya sendiri (menarik loop pemanas yang tergantung pada kait, membengkokkan gulungan pemanas), maka belokan atau loop yang berdekatan dapat menutup , busur masuk tempat-tempat ini dan, akibatnya, membakar pemanas atau hanya penipisan lokal pada bagian tersebut sebagai akibat peregangan dengan pembentukan panas berlebih lokal lagi.

Terakhir, pemanas dapat rusak karena interaksi kimiawi pada suhu operasi dengan bahan pelapis. oven listrikyang berhubungan dengannya atau dengan atmosfirnya.

Kinerja bahan apa pun dalam elemen pemanas tungku resistansi listrik dapat dicirikan oleh dua suhu — suhu operasi yang disarankan dan suhu maksimum yang diperbolehkan.

Suhu maksimum yang diizinkan dari bahan sesuai dengan batas suhu di mana oksidasi atau percikan yang intens dimulai dan, karenanya, pengurangan tajam dalam masa pakai. Suhu yang disarankan di bawah maksimum yang diperbolehkan.

Di area yang dibatasi oleh suhu material yang disarankan, masa pakai pemanas cukup lama, untuk paduan logam sekitar 12.000-15.000 jam. Di area ini, panas berlebih lokal yang terbatas tidak terlalu buruk, karena meski dengan ukurannya yang signifikan, suhu pemanas tidak akan melebihi nilai maksimum yang diizinkan. Oleh karena itu, penampang pemanas kecil dapat digunakan pada suhu tersebut.Secara alami, dalam semua kasus jika memungkinkan, pemanas harus dirancang sedemikian rupa sehingga suhu desainnya tidak melebihi yang direkomendasikan.