Izbor materijala za plašt – Zašto nerđajući čelik nije uvijek odgovor
Spoljna metalna cijev grijača kertridža-omota- se često zanemaruje tokom odabira. Mnogi inženjeri pretpostavljaju da je nehrđajući čelik nehrđajući čelik i da će svaki materijal omotača raditi adekvatno na 200 stepeni. Ova pretpostavka može dovesti do prijevremenog kvara, kontaminacije procesa ili čak sigurnosnih opasnosti. Realnost je da je odabir materijala za plašt jedna od najkritičnijih odluka u određivanju 200 stepeni konvencionalne temperature sa jednom{7}}glavom električnom cijevi za grijanje.
Nehrđajući čelik je najčešće korišteni materijal za plašt, i to s dobrim razlogom. Isplativ je-, nudi dobru opštu otpornost na koroziju na vodu, paru, većinu ulja i atmosferskih uslova, i pruža uravnoteženu mehaničku čvrstoću i obradivost. Za većinu industrijskih aplikacija koje rade na ili ispod 200 stepeni u ne-korozivnim okruženjima, omoti od nehrđajućeg čelika 304 ili 316 imaju izvanredne performanse. Klasa 310S se posebno smatra najboljim izborom za normalne-situacije na visokim temperaturama do 200 stepeni, nudeći odličnu otpornost na visoke{11}}temperature i zaštitu od korozije dok se nosi s termičkim širenjem i kontrakcijom tokom dugotrajnog-radnja.
Međutim, nehrđajući čelik ima ograničenja. Podložan je oksidaciji i intergranularnoj koroziji na trajnim visokim temperaturama iznad približno 370 stepeni. Iako je ovo iznad radnog opsega od 200 stepeni, unutrašnja temperatura otporne žice može biti znatno viša od temperature omotača-posebno pri većim gustoćama u vatima. Osim toga, standardni nehrđajući čelik nudi slabu otpornost na jake kiseline i kloride. U okruženjima gdje su ove tvari prisutne, korozija može brzo ugroziti omotač, što dovodi do rupa i eventualnog kvara.
Za primjene koje uključuju korozivne medije-kao što su kiselinske-bazne otopine ili visoko-ulja-grijači kartridža sa -plašćima od visokotemperaturnih legura kao što su Incoloy 800 ili Hastelloy treba navesti. Incoloy, gvožđe{7}}nikl-legura hroma, nudi izuzetnu otpornost na oksidaciju i karburizaciju na visokim temperaturama, sa maksimalnim radnim temperaturama do približno 1150 stepeni. Efikasno se odupire apsorpciji ugljika u atmosferi{11}} bogatoj ugljikom, što je ključna prednost u odnosu na nehrđajući čelik. Za još zahtevnije uslove, Inconel pruža izvanredne performanse pod ekstremnim temperaturama i visoko korozivnim okruženjima, zadržavajući vrhunska mehanička svojstva iznad 1100 stepeni.
Materijal unutrašnje grijaće žice je podjednako važan. Za pouzdan rad od 200 stepeni, otporna žica bi trebala biti-kvalitetna legura nikla-kroma kao što je NiCr2080. Ova legura nudi odličnu -otpornost na visoke temperature i otpornost na oksidaciju, stabilno radi na 200 stepeni bez degradacije. Standardne gvožđe-hrom-aluminijumske žice za grijanje treba izbjegavati na 200 stepeni, jer oksidiraju i lako se lome na povišenim temperaturama, skraćujući vijek trajanja grijača.
Magnezijum oksid u prahu koji ispunjava prostor između grejne žice i omotača takođe mora biti visoke čistoće, dobre toplotne provodljivosti i izolacionih svojstava na povišenim temperaturama. U kvalitetnim grijačima dizajniranim za produženi rad od 200 stepeni, MgO se komprimira do gustine veće od 3 g/cm³, osiguravajući ravnomjernu distribuciju topline i minimizirajući unutrašnje stvaranje luka ili vruće tačke.
Odabir pravog materijala omotača nije samo temperatura-to je kritična odluka koja određuje performanse, dugovječnost i sigurnost. Radno okruženje, prisustvo korozivnih supstanci, frekvencija termičkih ciklusa i mehanička naprezanja sve su faktori u optimalnom izboru materijala. Različite industrijske primjene zahtijevaju različite materijale omotača, a profesionalna procjena specifičnih radnih uvjeta osigurava pravi odabir.
