Применение высокотемпературных нагревателей закрытого типа в вакуумной технике

Как обещал в январском обзоре наших новинок за 2017 год, в этом выпуске остановимся на преимуществах нагревателей закрытого типа в вакуумных печах (https://tula-term.ru/products/termicheskoe-oborudovanie/vakuumnye-kompressionnye-pechi/). Так же кратко рассмотрим преимущества и недостатки основных типов нагревательных элементов.

Нагреватели из нихрома.

Рабочая температура электропечей с нагревателями из нихрома с экранной теплоизоляцией не превышает 800-900 С, так как при более высокой температуре составляющие сплав металлы, испаряясь из нагревателей, конденсируются на керамических изоляторах. В результате чего происходит замыкание нагревателей на корпус и печь выходит из строя.

Нагреватели из тугоплавких материалов.

Нагреватели из тугоплавких материалов, таких как молибден и вольфрам имеют так же ряд недостатков. Они имеют высокий температурный коэффициент электросопротивления. Электрическое сопротивление при нагреве сильно меняется. Это ведет к усложнению системы управления нагревом, удорожанию оборудования и стоимости обслуживания. Еще одним недостатком применения нагревателей из тугоплавких материалов является их легкая окисляемость. Для нормальной работы давление в камере должно быть не выше 10-3мм.рт.ст.

Нагреватели из углеродных материалов

Это новый тип нагревателя. Нагреватель изготовлен на основе уплотнения углеродной матрицы пиролитическим углеродом из газовой фазы. Нагреватель работает в газовой восстановительной и нейтральной среде. Предназначен для работы в вакууме не хуже 1х10-2 мм.рт.ст. при температуре до 1650 С.

Основным преимуществом углеродных нагревателей является высокая температура применения. В вакууме они могут применяться до 1650 С В защитной среде до 2200 С.

Нагреватель УУКМ обладает следующими свойствами: хорошая коррозионная стойкость, стойкость к тепловому удару, высокая механическая прочность, высокая химическая стойкость, высокая термостойкость, низкий коэффициент термического расширения, хорошая электропроводность. Схемы управления нагревателями относительно просты так как температурный коэффициент электрического сопротивления нагревателей меняется не существенно.

Интересной особенностью этого типа нагревателей является возможность придать такому нагревателю любую форму.

Из недостатков следует отметить повышенное газовыделение, что накладывает дополнительные требования к проектированию системы откачки. Из за особенностей производства и конструкции нагревателей, следует учитывать чистоту процесса.

О использовании таких нагревателей в конструкции печей можно прочитать в прошлом выпуске нашего блога.

Высокотемпературные нагреватели закрытого типа.

Нагреватель представляет из собой сплав сопротивления в защитной вакуум плотной оболочке. Токоподвод в таких нагревателях находится за пределами вакуумного сосуда, что исключает все негативные факторы применения открытых нагревателей, в том числе и пробой на корпус, как это бывает при применении нагревателей из тугоплавких материалов. Электрическое сопротивление нагревателей не меняется, что ведет к упрощению конструкции системы управления, что ведет к снижению стоимости оборудования. Температура применения нагревателей находится где-то между температурой применения нагревателей из нихрома и молибдена. Для большинства тех процессов это, как правило, бывает достаточно. Применение закрытых нагревателей позволяет получить отличные характеристики и снизить стоимость использования изделия. Кроме того, они гораздо более долговечны и просты в процессе замены. Нагреватели такого типа успешно применяются в партии печей, поставленных для АО «Энергия» - производителя химических источников тока. На таких нагревателях сейчас успешно работает печь для одного из предприятий «Росатома».

Обзорное видео по изделию, в котором применялись нагреватели закрытого типа вы можете посмотреть на нашем канале YouTube (https://youtu.be/yyosHZPgF64).

В следующем выпуске расскажем о технологии светлой закалки на примере хром-никелевой нержавеющей стали 12х18н10т.

Читайте в нашем блоге (https://tula-term.ru/informaciya/stati/).