加热元件为什么会失效？主要原因和长寿预防技巧

加热元件失效的原因有很多，主要与暴露在高温下以及由此产生的物理和化学变化有关。主要原因包括热点的形成、间歇性运行导致的氧化、晶粒生长导致的脆化以及周围环境的污染或腐蚀。此外，电流过大或气流不畅造成的过热也会导致故障。了解这些因素对于预防故障和为特定应用选择合适的加热元件至关重要。

要点说明：

热点的形成:
- 说明:当加热元件的某些区域温度明显高于其他区域时，就会出现热点。这可能是由于局部氧化或支撑物的屏蔽，从而破坏了热量的均匀分布。
- 影响:这些热点会导致这些区域加速老化，使元件过早失效。温度分布不均还会造成机械应力，使问题进一步恶化。
氧化和间歇性运行:
- 说明:频繁的加热和冷却循环会导致加热元件上的氧化层开裂和剥落。这使新金属暴露在氧化环境中，加速了降解过程。
- 影响:反复暴露和氧化会逐渐削弱加热元件，使其更容易发生故障。这在加热元件频繁开关的应用中尤为明显。
晶粒长大导致脆化:
- 说明:在高温下，含铁的加热合金会发生晶粒长大，从而形成大而脆的晶粒。这使得材料更容易开裂和断裂。
- 影响:脆化会降低加热元件的机械强度，使其更容易在热应力作用下失效。这是在元件长期受热的高温应用中常见的问题。
污染和腐蚀:
- 说明:熔炉环境中的气体或烟雾会污染加热元件，导致干腐蚀。在活性气体含量较高的环境中，这种腐蚀尤其严重。
- 影响:污染和腐蚀会导致表面退化和材料损耗，从而大大缩短加热元件的使用寿命。这一点在工业环境中尤为重要，因为在这种环境中，炉内气氛得不到严格控制。
电流过大或气流不畅导致过热:
- 说明:如果加热元件的电流过大或没有足够的气流散热，就会出现过热现象。这会导致元件过度膨胀和收缩，从而产生机械应力。
- 影响:反复的热循环会导致材料疲劳，从而产生裂纹并最终失效。确保适当的电流水平和充足的气流对防止此类故障至关重要。

了解这些要点有助于为特定应用选择合适的加热元件，并实施延长其使用寿命的维护措施。例如，选择抗氧化和抗晶粒生长的材料、确保热量分布均匀以及控制熔炉环境都有助于延长加热元件的使用寿命。

汇总表：

故障原因	说明	影响
形成热点	局部氧化或屏蔽破坏了热量的均匀分布。	加速降解、机械应力和过早失效。
氧化和间歇性	频繁的加热/冷却循环使氧化层破裂，露出新金属。	元件变弱，更容易发生故障。
晶粒长大导致脆化	高温导致晶粒长大，使材料变脆。	机械强度降低，容易开裂和断裂。
污染和腐蚀	气体或烟雾造成干腐蚀，导致表面退化。	在不受控制的环境中会缩短使用寿命、造成材料损失和故障。
过热	电流过大或气流不畅导致热应力和疲劳。	反复的热循环会导致裂缝和最终故障。