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進口康泰爾電阻加熱合金-設計因素

時間:2024/3/16 15:09:43

 

工作壽命

電阻加熱合金的壽命取決于許多因素,其中比較重要的因素有:

  • 溫度
  • 溫度循環
  • 污染
  • 合金成分
  • 微量元素及雜質
  • 線材直徑
  • 表面狀況
  • 環境
  • 機械應力
  • 調節方法

由于每種應用的這些因素各不相同,因此很難給出預期壽命的一般準則。 下面提供了一些重要設計因素的建議。

氧化性能

加熱時,電阻加熱合金的表面上會形成氧化層,從而延緩材料的進一步氧化。 為此,氧化層必須致密并且能夠防止氣體和金屬離子的擴散。 它還必須很薄,并且不受溫度影響而粘附在金屬上。 Kanthal® 合金上的保護性氧化層在高于 1000°C (1830°F) 的溫度下形成,主要由氧化鋁 (Al2O3) 組成, 其顏色為淺灰色,而在較低溫度(低于 1000°C (1830°F))下,氧化物顏色會變深。 氧化鋁層具有出色的電絕緣性能,并且對大多數化合物具有良好的耐化學性。

Nikrothal® 合金上形成的氧化物主要由氧化鉻 (Cr2O3) 組成, 其顏色較深,電絕緣性能比氧化鋁差。

相比 Kanthal® 合金上形成的更致密的氧化層,Nikrothal® 合金上的氧化層更容易剝落和蒸發。

Kanthal® 和 Nikrothal® 合金的表格中給出了根據 ASTM B 78(修訂版)進行的多項壽命測試的結果。 在表中,Kanthal® A-1 線材在 1200°C (2190°F) 下的耐用性設為 100%,其他合金的耐用性與該數字相關。

耐腐蝕性

腐蝕性或潛在腐蝕性成分會大大縮短線材壽命。 出汗的手、安裝或支撐材料或污染物都可能導致腐蝕。

蒸汽

蒸汽會縮短線材壽命。 這種效應在 Nikrothal® 合金上比在 Kanthal® 合金上更為明顯。

鹵素

鹵素(氟、氯、溴和碘)在非常低的溫度下會嚴重侵蝕所有高溫合金。

在含硫氣氛中,Kanthal® 合金的耐用性要比鎳基合金好得多。

Kanthal® 在含硫氧化氣體中特別穩定,而含硫還原氣體則會縮短其使用壽命。

Nikrothal® 合金對硫敏感。

鹽類和氧化物

高濃度的堿金屬鹽、硼化合物等對電阻加熱合金有害。

金屬

一些熔融金屬(如鋅、黃銅、鋁和銅)會與電阻合金發生反應。 因此,應防止熔融金屬飛濺到元件上。

陶瓷支撐材料

必須特別注意與加熱線材直接接觸的陶瓷支架。 用于線材支撐的耐火磚的氧化鋁含量應至少為 45%。 在高溫應用中,通常建議使用硅線石和高鋁耐火磚。 游離二氧化硅(未結合的石英)含量應保持在較低水平。 氧化鐵 (Fe2O3) 含量必須盡可能低,最好低于 1%。 必須避免在水泥中使用水玻璃作為粘合劑。

包埋化合物

如果由氧化鋁、硅酸鋁、氧化鎂或鋯石組成,則大多數包埋化合物(包括陶瓷纖維)適用于 Kanthal® 和 Nikrothal®。

在空氣中工作時最高線材溫度與線材直徑的函數關系

 

合金       直徑        
  0.15 – 0.40 mm 0.0059 – 0.0157 in 0.41 – 0.95mm 0.0161 – 0.0374 in 1.0 – 3.0 mm 0.039 – 0.18 in >3.0 mm >0.118 in
  °C °F °C °F °C °F °C °F
Kanthal® AF 900 – 1100 1650 – 2010 1100 – 1225 2010 – 2240 1225 – 1275 2240 – 2330 1300 2370
Kanthal® A 925 – 1050 1700 – 1920 1050 – 1175 1920 – 2150 1175 – 1250 2150 – 2280 1350 2460
Kanthal® AE 950 – 1150 1740 – 2100 1150 – 1225 2100 – 2240 1225 – 1250 2240 – 2280 1300 2370
Kanthal® D 925 – 1025 1700 – 1880 1025 – 1100 1880 – 2010 1100 – 1200 2010 – 2190 1300 2370
Nikrothal® 80 925 – 1000 1700 – 1830 1000 – 1075 1830 – 1970 1075 – 1150 1970 – 2100 1200 2190
Nikrothal® TE 925 – 1000 1700 – 1830 1000 – 1075 1830 – 1970 1075 – 1150 1970 – 2100 1200 2190
Nikrothal® 60 900 – 950 1650 – 1740 950 – 1000 1740 – 1830 1000 – 1075 1830 – 1970 1150 2100
Nikrothal® 40 900 – 950 1650 – 1740 950 – 1000 1740 – 1830 1000 – 1050 1830 – 1920 1100 2010
 

 


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