加热元件可能因多种因素而失效。这些因素包括热点形成、氧化、脆化、材料选择不当和环境条件。了解这些原因有助于选择合适的材料、设计更好的支撑结构以及实施预防措施来延长加热元件的使用寿命。
加热元件故障的 4 个常见原因及如何预防
形成热点
- 局部氧化:高速局部氧化会减小元件金属丝的横截面。这会增加电阻和局部热量，从而导致故障。
- 支架屏蔽:屏蔽可减少辐射造成的局部热损失，导致屏蔽部分温度升高。这可以通过使用最少的支架来缓解。
- 元件温度过高:温度过高会导致下垂和翘曲，造成间距不均和潜在短路。
氧化和运行间歇
- 氧化垢的形成:元件表面会形成连续的氧化鳞片，以保护内部金属。然而，频繁的加热和冷却循环会使氧化鳞片开裂和剥落，使新金属暴露在氧化环境中并产生热点。
晶粒生长导致脆化
- 脆性晶粒:含铁的加热合金在高温下会形成大而脆的晶粒。冷时，这些元素会变得非常脆，很容易破裂。
材料选择和电阻
- 元素直径:加热元件的直径会影响其电阻。直径越大，电阻越小，适合高温应用。
- 材料成分:铬、镍、铁、钨和钼等常见材料决定了元件的电阻和对特定应用的适用性。
环境和操作条件
- 真空室:在真空环境中，必须使用蒸汽压较低的材料，以防止蒸发，从而减少横截面积。
- 安装和布线:安装材料的适当绝缘和清洁对防止短路至关重要。
- 潮湿和腐蚀性气体:高湿度和腐蚀性气体会腐蚀加热元件表面，影响其使用寿命。
预防措施
- 使用保护保险丝:使用熔点适当的保险丝可以防止过载和系统故障。
- 正确处理和维护:定期清洁和维护元件及其周围环境可以防止污染和损坏。
- 避免频繁停机:频繁停机会损坏氧化层，缩短元件的使用寿命。
通过解决这些关键问题，可以大大提高加热元件的可靠性和使用寿命，确保加热系统高效、安全地运行。
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