Các vấn đề về vật liệu: Lựa chọn vỏ bọc cho môi trường khắc nghiệt trong bộ làm nóng hộp mực siêu dài-

Khi chọn một máy sưởi hộp mực điện, nhiều kỹ sư chỉ nghĩ đến điện áp và công suất mà nó cần. Ngay cả khi những yếu tố này rất quan trọng, mọi người thường quên đi yếu tố quan trọng nhất để đảm bảo độ tin cậy lâu dài-trong những tình huống khó khăn: **vật liệu vỏ bọc**. Vỏ bọc là ống kim loại đi xung quanh dây điện trở, lớp cách điện oxit magie và các bộ phận khác bên trong. Đó là thứ duy nhất ngăn cách bộ phận làm nóng với môi trường hoặc vật liệu được làm nóng. Khi nói đến bộ gia nhiệt hộp mực-đơn{6}}có đầu siêu dài dài 1000mm, việc lựa chọn vật liệu vỏ bọc thậm chí còn quan trọng hơn vì diện tích bề mặt tiếp xúc nhiều khiến chúng dễ bị ăn mòn, oxy hóa, bị hóa chất tấn công và phân hủy về mặt cơ học. Nếu có một điểm hỏng hóc duy nhất ở bất kỳ đâu dọc theo chiều dài 1000mm, điều đó thường có nghĩa là toàn bộ thiết bị đắt tiền cần phải được thay thế.


Thép không gỉ vẫn là vật liệu phổ biến nhất cho máy sưởi hộp mực công nghiệp vì nó bền, rẻ và có khả năng chống ăn mòn. Đối với-mục đích sử dụng chung, **thép không gỉ 304** là loại thép không gỉ phổ biến nhất. Nó có khả năng chống oxy hóa và giữ hình dạng trong điều kiện khô ráo ở nhiệt độ khoảng 550–600 độ. Nhưng thép không gỉ 304 không hoàn hảo. Khi có nước, clorua, muối hoặc một số axit thường gặp trong chế biến thực phẩm, sản xuất hóa chất hoặc đúc nhựa bằng nhựa mạnh, 304 có thể bị rỗ và nứt ăn mòn do ứng suất. Nếu những điều này là đúng thì bạn nên nâng cấp lên **thép không gỉ 316**. Thêm 2–3% molypden vào 316 giúp nó có khả năng chống rỗ và ăn mòn kẽ hở cao hơn nhiều. Điều này giúp nó hoạt động tốt hơn nhiều trong điều kiện ẩm ướt hoặc có hóa chất khắc nghiệt, trong khi vẫn có thể xử lý nhiệt độ hoạt động vừa phải.

Incoloy (đặc biệt là Incoloy 800 hoặc Incoloy 840) là vật liệu vỏ bọc tốt nhất cho các tình huống có nhiệt độ xử lý cao hơn 600 độ hoặc khi có vấn đề về quá trình oxy hóa và đóng cặn cực độ. Incoloy là hợp kim của niken, sắt và crom được chế tạo để hoạt động ở nhiệt độ cao. Nó vẫn bền và phát triển một lớp oxit bảo vệ ngăn chặn quá trình oxy hóa và cacbon hóa tiếp theo ở nhiệt độ trên 800 độ. Khi bộ gia nhiệt hộp mực siêu dài 1000 mm hoạt động ở mật độ watt khiêm tốn là 5–7 W/cm², nhiệt độ bề mặt vỏ bọc thường cao hơn 50–150 độ so với nhiệt độ của quy trình xung quanh nó. Điều này là do giao diện có khả năng chịu nhiệt. Vì vậy, nếu ứng dụng cần chạy liên tục ở nhiệt độ từ 700 đến 750 độ C, vỏ bọc Incoloy không chỉ là một cải tiến; thường cần phải giữ cho vỏ bọc không bị co giãn, gãy hoặc mất tính toàn vẹn về cấu trúc theo thời gian.

Chất liệu của vỏ bọc cũng ảnh hưởng đến khả năng hoạt động tốt của nó về mặt nhiệt. Trong một số trường hợp khi nhiệt cần di chuyển rất nhanh, bao gồm cả các công cụ giữ nhiệt, thanh dán gói-tốc độ cao hoặc các ứng dụng làm nóng điểm nhỏ-, **vỏ bọc đồng** đôi khi được sử dụng vì đồng dẫn nhiệt tốt hơn. Đồng có thể truyền nhiệt từ dây điện trở trong đến phôi nhanh hơn thép không gỉ hoặc Incoloy. Nhưng đồng có một số vấn đề lớn đối với những thiết kế khá dài. Nó mềm hơn, dễ thay đổi hình dạng hơn và có nhiệt độ hoạt động tối đa thấp hơn (thường dưới 400–500 độ trước khi bắt đầu mềm hoặc oxy hóa). Độ bền cơ học của đồng thấp hơn khiến nó ít có khả năng thẳng, ít bị uốn cong khi giãn nở và ít có khả năng tồn tại theo thời gian khi được làm nóng và làm lạnh nhiều lần. Vì lý do này, vỏ bọc bằng đồng không hữu ích lắm đối với các bộ tản nhiệt hộp mực có lỗ sâu, siêu dài. Thay vào đó, chúng thường chỉ được sử dụng với những thiết bị ngắn hơn, chuyên dụng hơn.

Trong điều kiện thực sự khó khăn với nhiệt độ cao và lưu huỳnh, clo hoặc khí quyển khử, các vật liệu vỏ bọc kỳ lạ khác như Inconel 600 hoặc 625 có thể được sử dụng. Các hợp kim niken-crom này có khả năng chống chịu khá cao với nhiều loại khí ăn mòn và muối nóng chảy nhưng đắt hơn rất nhiều.

Khi các kỹ sư chọn vật liệu vỏ bọc cho bộ làm nóng hộp mực-một{2}}đầu siêu dài 1000mm, họ nên suy nghĩ cẩn thận về một số điều quan trọng:
- Nhiệt độ cao nhất mà tại đó thiết bị có thể chạy liên tục và nhiệt độ dự đoán của bề mặt vỏ bọc - Có hơi ẩm, hơi nước hoặc sự ngưng tụ trong chu kỳ làm nguội. - Xung quanh một số hóa chất, nhựa, dầu hoặc sản phẩm tẩy rửa - Tần suất chu trình nhiệt và lực cơ học sinh ra từ sự giãn nở - Cần có khả năng chống ăn mòn và oxy hóa trong thời gian sử dụng ước tính

Ngay cả khi các bộ phận bên trong của máy sưởi được chế tạo chính xác, nó vẫn có thể nhanh chóng bị hỏng nếu vỏ bọc không hoạt động tốt với hóa chất hoặc nhiệt ở môi trường xung quanh. Mặt khác, vật liệu vỏ bọc phù hợp có thể tăng đáng kể thời gian sử dụng, giảm số lần cần thay thế và duy trì khả năng phân tán nhiệt đều dọc theo toàn bộ chiều dài 1000mm.

Chọn vỏ bọc phù hợp là lựa chọn chiến lược có ảnh hưởng trực tiếp đến thời gian hoạt động của thiết bị và tổng chi phí sở hữu trong các lĩnh vực bao gồm ép đùn nhựa, ép phun, đóng gói, chế biến thực phẩm và nung nóng khuôn ở nhiệt độ-cao. Các nhà sản xuất có thể đảm bảo rằng-bộ làm nóng hộp mực siêu dài của họ hoạt động đáng tin cậy và nhất quán qua từng năm bằng cách kết hợp cẩn thận vật liệu vỏ bọc với môi trường vận hành thực tế. Ví dụ, họ có thể sử dụng thép không gỉ 304 hoặc 316 cho điều kiện vừa phải hoặc Incoloy cho nhiệt độ cực cao và ăn mòn. Điều này làm giảm thời gian ngừng hoạt động tốn kém và đau đầu khi bảo trì.