Узроци оштећења грејних елемената електричних пећи
Живот грејни елементи зависи од низа фактора: од радне температуре, природе њене промене током времена, дизајна и величине грејача, утицаја атмосфере пећи на њега. Може бити узроковано постепеном оксидацијом радног материјала (или његовим уситњавањем, ако је реч о племенитим металима или грејачима који раде у вакууму или заштитној атмосфери) или губитком механичке чврстоће.
Материјали који се користе за грејаче, када се загревају, формирају густе оксидне филмове који штите основни материјал од даље оксидације, па се до одређених (за сваки материјал) температура оксидација развија изузетно споро, а након проласка кроз овај температурни ниво процес се убрзава. оштро. На исти начин се одвија и прскање материјала у вакууму или заштитној атмосфери.
Максимална дозвољена температура материјала треба да буде температура на којој се процес оксидације или дисперзије материјала нагло повећава. Ако премашите овај ниво, век трајања грејног елемента се значајно смањује.
Када грејач оксидира, оксидни филм на њему (обично непроводни или слабо проводни) постепено се згушњава и попречни пресек металног језгра се смањује. Због тога се отпор грејача постепено повећава, а снага ослобођена у њему се смањује. Када ово смањење снаге постане значајно (око 10-15%), грејач се мора заменити новим, његов радни век се завршава.
Постепени процес повећања отпора грејача као резултат његове оксидације или распршивања није увек разлог за његову замену; врло често грејач откаже много пре него што његов отпор достигне граничну вредност. Грејач обично има неколико ослабљених подручја, мале пукотине на кривинама, инклузије оксидних филмова и слично, где се примећује локално повећање отпора.
Такве области повећаног отпора ће изазвати локално прегревање у грејачима и интензивнију оксидацију на местима овог прегревања. Интензивна оксидација ће заузврат довести до даљег смањења попречног пресека грејача на овим тачкама, даљег повећања њихове температуре, процес ће се наставити све већом брзином и довести до прегоревања грејача на једном од ове тачке.
Век трајања грејача од жице од 1 мм у зависности од његове температуре (у ваздуху)
Сличан ефекат се може јавити ако је површина грејача прљава или неправилно пројектована, ако је отежан пренос топлоте на неке његове делове (на пример, у деловима грејача заштићеним ватросталним носачима или кукама), што доводи до локалног прегревања.
Ова врста локалног прегревања неће значајно утицати на смањење радног века грејача у случајевима када су њихове апсолутне вредности ниске, а температуре најтоплијих зона неће достићи вредности при којима интензивна оксидација (или расипање) материјала почиње.
Због тога је неопходно настојати да постоји одређена граница између радне температуре грејача и његове максимално дозвољене температуре грејања, која прелази вредност могућег локалног прегревања. Ако је ова маргина мала, онда се ова локална прегревања морају минимизирати рационалним дизајном и избором великих попречних пресека грејача, јер што су већи ови пресеци, мањи је проценат локалних сужења, то ће мање локално имати прегревања.
Разлог квара грејача може бити и његова недовољна механичка чврстоћа на високим температурама, склоност пузању или савијању.На пример, ако је грејач пројектован тако да на радној температури почне да се деформише под сопственом тежином (повлачењем омче грејача које висе на кукама, савијањем намотаја грејача), онда се суседни завоји или петље могу затворити, лукови у ова места и, као резултат, сагоревање грејача или једноставно локално стањивање секције као резултат истезања са поновним формирањем локалног прегревања.
Коначно, грејач се може оштетити хемијском интеракцијом на радној температури са материјалима облоге. електрични пећницаса којим долази у додир или са његовом атмосфером.
Перформансе било ког материјала у грејним елементима електричне отпорне пећи могу се окарактерисати са две температуре — препорученом радном температуром и максималном дозвољеном температуром.
Максимална дозвољена температура материјала одговара температурној граници изнад које почиње његова интензивна оксидација или прскање и, сходно томе, нагло смањење радног века. Препоручена температура је испод максимално дозвољене.
У подручју ограниченом препорученом температуром материјала, век трајања грејача је прилично дуг, за металне легуре око 12000-15000 сати. У овој области ограничено локално прегревање није страшно, јер чак и са њиховим значајним величинама, температура грејача неће прећи максимално дозвољену вредност. Мали попречни пресеци грејача се стога могу користити на таквим температурама.Наравно, у свим случајевима где је то могуће, грејачи треба да буду пројектовани тако да њихова пројектована температура не прелази препоручену.