Застосування при високих-температурах понад стандартні обмеження
Стандартні картриджні нагрівачі з оболонками з нержавіючої сталі 304 надійно працюють до 600 градусів. Застосування, що вимагають вищих температур, вимагають спеціальних конструкцій, які зберігають цілісність, доставляючи концентроване тепло.
Нагрівачі з оболонкою Incoloy- розширюють діапазон безперервної роботи до 800 градусів. Сплав нікель-залізо-хром стійкий до окислення та утворення накипу за температур, за яких нержавіюча сталь швидко руйнується. Ці нагрівачі підходять для печей термічної обробки, обладнання для високо-температурних випробувань і спеціальних виробничих процесів. Збільшення вартості матеріалів-зазвичай на 30-50% порівняно зі стандартними підтверджується терміном служби у вимогливих додатках.
Конструкції з керамічною{0}}ізоляцією просуваються далі. Заміна оксиду магнію оксидом алюмінію або іншою керамічною ізоляцією дозволяє працювати до 1000 градусів або вище, хоча зі зниженою механічною міцністю та стійкістю до термічного удару. Ці спеціалізовані конструкції вимагають обережного поводження та контрольованого термічного циклу.
Внутрішня конструкція адаптується до високих{0}}температурних навантажень. Сплави опору дроту переходять від стандартного нікелю-хрому до заліза-хрому-алюмінію або навіть композицій тугоплавких металів для екстремальних умов. Опорні конструкції котушок запобігають провисанню елемента та короткому замиканню під впливом температури. Для переходів свинцевого дроту використовуються високотемпературні-сплави та керамічні--металеві ущільнення.
Атмосферні міркування ускладнюють вибір матеріалу. Окислювальні середовища сприяють іншим сплавам, ніж відновні атмосфери. Вакуумне застосування потребує матеріалів, стійких до виділення газів-, і спеціальних ущільнень. Водневі атмосфери вимагають вибору особливого сплаву для запобігання крихкості.
Термічний циклічний опір відрізняється від безперервного рейтингу. Матеріали, які безперервно витримують 800 градусів, можуть швидко вийти з ладу під час циклічного перемикання між температурою навколишнього середовища та максимальною. Невідповідності при розширенні, термічний удар і розтріскування від втоми обмежують застосування циклів більш суворо, ніж робота в-стаціонарному стані. Специфікації повинні відрізняти ці режими роботи.
Для нагрівачів великого-діаметра високотемпературна-конструкція виявляється особливо складною. Значна теплова маса створює більші температурні градієнти та напруги під час нагрівання та охолодження. Більші нагріті довжини потребують більшої внутрішньої підтримки, щоб запобігти переміщенню елемента. Однак більші діаметри також вміщують міцніші внутрішні конструкції, ніж менші розміри.
Теплопередача за високих температур включає значні компоненти випромінювання на додаток до провідності. Коефіцієнт випромінювання поверхні впливає на продуктивність-оксидовані поверхні випромінюють інакше, ніж поліровані. Це ускладнює контроль температури та прогнозування розподілу тепла.
Різні високотемпературні-процеси вимагають спеціального проектування нагрівачів на основі конкретних температурних діапазонів, атмосферних умов, вимог до циклів і очікувань щодо надійності для досягнення успішної роботи поза стандартними обмеженнями.
