Y Wyddor Deunydd y tu ôl i Gwresogyddion Cetris 850 gradd
Pan fydd llinell gynhyrchu yn stopio'n sydyn oherwydd bod elfen wresogi wedi methu, mae'r adwaith ar unwaith yn aml ar fai'r gwneuthurwr. Ond mewn llawer o achosion, y tramgwyddwr go iawn yw diffyg cyfatebiaeth rhwng y deunyddiau a ddefnyddir a'r amodau gweithredu. Ar gyfer cymwysiadau sydd angen tymereddau gwain o 850 gradd , ni fydd y gwresogyddion cetris silff safonol yn goroesi.
Y Wain: Mwy Na Gorchudd Amddiffynnol yn unig
Gwain allanol gwresogydd cetris yw'r prif ryngwyneb rhwng yr elfen wresogi fewnol a'r broses wresogi. Ar 850 gradd, mae'n dioddef straen thermol eithafol ac ymosodiad cemegol posibl. Mae duroedd di-staen cyffredin fel AISI 304 neu 316 yn dechrau ocsideiddio a graddio'n gyflym unwaith y bydd tymheredd yn uwch na 800 gradd. Mae'r ocsidiad parhaus hwn nid yn unig yn gwanhau'r wal wain ond mae'r raddfa sy'n ffurfio yn gweithredu fel ynysydd thermol, gan ddal gwres y tu mewn a chyflymu diraddio mewnol.
Ar gyfer gweithrediad parhaus 850 gradd, aloion cromiwm nicel megis Incoloy 800HT neu Incoloy 840 yw safon y diwydiant. Mae'r aloion perfformiad uchel hyn yn cynnwys symiau sylweddol o nicel a chromiwm, sy'n ffurfio haen cromiwm ocsid trwchus sy'n hunaniacháu ar yr wyneb. Mae'r haen hon yn gwrthsefyll ocsidiad, carbureiddiad, a sylffidiad tra'n cynnal cryfder a hydwythedd hyd yn oed pan fydd yn disgleirio'n boeth. Mae Incoloy 800 yn caniatáu tymereddau gweithio hyd at oddeutu 760 gradd a thymheredd gwain hyd at 870 gradd. Ar gyfer amgylcheddau arbennig o gyrydol-cloridau neu asidau penodol, er enghraifft-gellir ystyried deunyddiau fel Titanium neu Hastelloy, er bod gan y rhain fel arfer dymheredd gweithio parhaus uchaf is na chyfres Incoloy.
Y Craidd Inswleiddio: Yr Arwr Di-glod
Y tu mewn i'r wain, mae'r system inswleiddio yn cyflawni dwy swyddogaeth hanfodol: ynysu trydanol a dargludiad thermol. Mae magnesiwm ocsid (MgO) yn parhau i fod y deunydd o ddewis oherwydd ei fod yn cynnig cyfuniad eithriadol o gryfder dielectrig uchel a dargludedd thermol da pan gaiff ei gywasgu'n iawn.
Fodd bynnag, mae gan MgO wendid sylweddol-mae'n hygrosgopig, sy'n golygu ei fod yn amsugno lleithder yn hawdd o'r aer o'i amgylch. Mae mynediad lleithder yn lleihau ymwrthedd inswleiddio yn ddramatig, gan achosi cerrynt gollyngiadau. Os yw'r gwresogydd yn gwresogi'n rhy gyflym, mae lleithder wedi'i ddal yn troi'n stêm, gan greu pigau pwysau mewnol a all arwain at chwalfa dielectrig a methiant trychinebus.
Dyma lle mae'r broses swaging yn dod yn hanfodol. Yn ystod swaging, mae'r wain yn cael ei ddadffurfio'n blastig o dan gywasgiad rheiddiol uchel, gan gywasgu'r powdr MgO yn monolith ceramig trwchus gyda dwysedd nodweddiadol yn fwy na 3.5 g / cm³. Mae'r matrics dwysedd uchel hwn nid yn unig yn gwella dargludedd thermol ond hefyd yn creu rhwystr anhreiddiadwy ffisegol sy'n arafu symudiad anwedd lleithder yn sylweddol. Heb y cywasgiad hwn, mae'r MgO yn cynnwys pocedi aer bach sy'n gweithredu fel tagfeydd thermol-mae'r gwres a gynhyrchir gan y wifren ymwrthedd yn cael ei ddal, gan orfodi'r coil mewnol i weithredu ar dymheredd sy'n llawer uwch na thymheredd wyneb y wain.
The Resistance Wire: Calon y Mater
Ar dymheredd eithafol, rhaid dewis y wifren ymwrthedd ei hun yn ofalus. Er y gall aloion nicel-cromiwm (NiCr) safonol fod yn ddigon ar gyfer cymwysiadau tymheredd is, mae gweithrediad 850 gradd fel arfer yn gofyn am aloion haearn-cromiwm-alwminiwm (FeCrAl), sy’n cynnig ymwrthedd ocsideiddio uwch a sefydlogrwydd thermol ar y tymereddau uwch hyn.
Mae profiad yn dangos bod ceisio torri corneli ar ddewis deunydd ar 850 gradd yn anochel yn arwain at fethiant cynamserol. Nid yw'r cyfuniad o wain Incoloy, inswleiddiad MgO swaged uchel-purdeb, a gwifren ymwrthedd FeCrAl yn ddewis mympwyol-mae'n ganlyniad degawdau o ddata maes ac ymchwil gwyddor materol. Ar gyfer prosesau sy'n galw am berfformiad tymheredd uchel cyson, dibynadwy, nid yw'r deunyddiau hyn yn ddewisol; maent yn hanfodol.
