Årsager til beskadigelse af varmeelementerne i elektriske ovne
Liv varmeelementer afhænger af en række faktorer: af driftstemperaturen, arten af dens ændring over tid, udformningen og størrelsen af varmeren, effekten af ovnatmosfæren på den. Det kan være forårsaget af den gradvise oxidation af arbejdsmaterialet (eller ved dets pulverisering, hvis vi taler om ædelmetaller eller varmeapparater, der fungerer i et vakuum eller i en beskyttende atmosfære) eller et tab af mekanisk styrke.
De materialer, der bruges til varmeapparater, danner, når de opvarmes, tætte oxidfilm, der beskytter basismaterialet mod yderligere oxidation, derfor udvikler oxidationen sig ekstremt langsomt op til visse (for hvert materiale) temperaturer, og efter at have passeret dette temperaturniveau accelererer processen skarpt. Sprøjtning af materialer i vakuum eller beskyttende atmosfære foregår også på samme måde.
Den maksimalt tilladte temperatur for et materiale bør være den temperatur, hvor oxidations- eller spredningsprocessen af materialet stiger kraftigt. Hvis du overskrider dette niveau, reduceres varmeelementets levetid betydeligt.
Når varmeren oxiderer, fortykker oxidfilmen på den (normalt ikke-ledende eller lavt ledende) gradvist, og tværsnittet af metalkernen falder. Derfor øges varmerens modstand gradvist, og den frigivne effekt i den falder. Når denne effektreduktion bliver betydelig (ca. 10-15%), skal varmeren udskiftes med en ny, dens levetid slutter.
Den gradvise proces med at øge varmerens modstand som følge af dens oxidation eller spredning er ikke altid årsagen til dens udskiftning; meget ofte svigter varmelegemet længe før dets modstand når sin grænseværdi. Varmeren har normalt flere svækkede områder, små revner ved bøjningerne, indeslutninger af oxidfilm og lignende, hvor der observeres en lokal forøgelse af modstanden.
Sådanne områder med øget modstand vil forårsage lokal overophedning i varmeapparaterne og mere intensiv oxidation på stederne for denne overophedning. Intens oxidation vil igen føre til et yderligere fald i varmelegemets tværsnit på disse punkter, en yderligere stigning i deres temperatur, processen vil fortsætte med en stigende hastighed og vil føre til at varmelegemet brænder ud ved en af disse punkter.
Levetiden for en 1 mm trådvarmer afhængig af dens temperatur (i luft)
En lignende effekt kan opstå, hvis overfladen af varmeren er snavset eller forkert designet, hvis varmeoverførsel til nogle af dens dele er vanskelig (for eksempel i de dele af varmeren, der er afskærmet med ildfaste understøtninger eller kroge), hvilket resulterer i lokal overophedning .
Denne type lokal overophedning vil ikke væsentligt påvirke reduktionen af varmerens levetid i tilfælde, hvor deres absolutte værdier er lave, og temperaturerne i de varmeste zoner ikke når de værdier, hvor intensiv oxidation (eller spredning) af materialet begynder.
Derfor er det nødvendigt at stræbe efter at sikre, at der er en vis grænse mellem varmerens driftstemperatur og dens maksimalt tilladte opvarmningstemperatur, som overstiger værdien af mulig lokal overophedning. Hvis denne margin er lille, så skal disse lokale overophedninger minimeres ved rationelt design og valget af store tværsnit af varmeren, da jo større disse tværsnit er, jo mindre procentdel af lokale indsnævringer, jo flere mindre lokale vil have overophedning.
Årsagen til fejlen af varmeren kan også være dens utilstrækkelige mekaniske styrke ved høje temperaturer, dens tendens til at krybe eller vride sig.For eksempel, hvis varmelegemet er konstrueret på en sådan måde, at det ved driftstemperatur begynder at deformere under sin egen vægt (trækker varmesløjferne, der hænger på krogene, vrider varmespolerne), så kan tilstødende vindinger eller løkker lukke sig, buer i disse steder og som følge heraf brænder varmeren ud eller blot lokal udtynding af sektionen som følge af strækning med dannelse af lokal overophedning igen.
Endelig kan varmelegemet blive beskadiget ved kemisk interaktion ved driftstemperatur med foringsmaterialerne. elektrisk ovnsom han kommer i kontakt med eller med dens atmosfære.
Ydeevnen af ethvert materiale i varmeelementerne i en elektrisk modstandsovn kan karakteriseres ved to temperaturer - den anbefalede driftstemperatur og den maksimalt tilladte temperatur.
Materialets maksimalt tilladte temperatur svarer til den temperaturgrænse, ud over hvilken dets intense oxidation eller sprøjt begynder og følgelig en kraftig reduktion af levetiden. Den anbefalede temperatur er under det tilladte maksimum.
I det område, der er begrænset af den anbefalede materialetemperatur, er varmerens levetid ret lang, for metallegeringer omkring 12000-15000 timer. I dette område er begrænset lokal overophedning ikke forfærdelig, fordi selv med deres betydelige størrelser vil varmerens temperatur ikke overstige den maksimalt tilladte værdi. Små varmelegemetværsnit kan derfor anvendes ved sådanne temperaturer.Naturligvis bør varmeapparater i alle tilfælde, hvor det er muligt, designes på en sådan måde, at deres designtemperatur ikke overstiger den anbefalede.