摘要:元件装得松会下垂搭接,装得紧会热胀开裂。支撑方式看着是小事,实际决定了元件能不能用满设计寿命。
一、能自由伸缩
电热元件从冷态到工作温度,长度会伸长。铁铬铝在 1200℃ 时线膨胀约 1.5%。
一支 2 米长的元件,热态比冷态长 30 mm。支撑必须允许这个伸长,否则元件受拉,时间一长就变细、断裂。
二、不下垂
高温下元件强度急剧下降。丝径 3 mm 的螺旋丝,在 1200℃ 时的抗蠕变能力只有常温的几十分之一。
支撑点间距太大,元件就会中间下垂,相邻两圈搭接,短路烧断。
三、不短路
元件与炉壳、元件与元件之间,必须保持足够间距。间距不足,高温下氧化皮剥落会搭桥。
| 方式 | 适用 | 优点 | 缺点 |
|---|---|---|---|
| 陶瓷挂件 | 丝材、螺旋丝 | 绝缘好,允许伸缩 | 易碎,安装要轻 |
| 陶瓷管(横撑) | 带材、宽幅元件 | 支撑点多,不下垂 | 占用炉膛空间 |
| 耐热钢挂钩 | 大功率元件 | 强度高 | 高温下会氧化,寿命有限 |
| 砖砌凹槽 | 大型工业炉 | 成本低 | 尺寸公差大,容易松动 |
| 元件形态 | 推荐间距 | 说明 |
|---|---|---|
| 螺旋丝(水平) | ≥ 1.5 × 螺旋外径 | 小于这个值容易搭接 |
| 螺旋丝(垂直) | ≥ 1.2 × 外径 | 垂直下垂少,可以密一些 |
| 波形带 | ≥ 1.2 × 波高 | 波峰之间不能相碰 |
| 直线丝 | ≥ 2 × 丝径 | 高温下会弯 |
至少 50 mm。 靠得太近,炉衬局部过热,同时元件散热变差。
至少 100 mm。 近了会导致工件局部过热,元件本身也会因为辐射受阻而升温。
核心思路:一端固定,一端自由。
具体做法:
1. 固定端:元件一端用螺栓或卡箍锁死
2. 自由端:另一端搭在支撑件上,不锁死,允许滑动
3. 支撑件方向:沿元件长度方向不能有限位
常见错误:两端都锁死。这样元件受热伸长时无处可去,只能弯曲变形,最后顶到炉衬上。
在芯棒上绕好之后,必须做一件事:退火定型。
绕制产生加工硬化,不退火的话元件在高温下会自己回弹变形。
退火温度按牌号定,铁铬铝一般 750~850℃,保温后随炉冷。
挂钩位置:每隔 300~400 mm 一个支撑点。这个间距适用于 φ3~5 mm 的螺旋丝;丝径更细要更密。
元件装好之后,忘了把包装用的捆扎丝拆掉。
有些元件出厂时为了运输方便会捆扎。这个捆扎丝如果不拆,通电后短路,一通电就炸。
换元件时按这个顺序检查:
1. 拆捆扎丝
2. 检查支撑件是否到位
3. 量元件之间、元件与炉衬的间距
4. 确认固定端与自由端
5. 通电前用万用表量相间、相对地绝缘
陶瓷件裂了能用吗?
不能。裂的瓷件绝缘已经不可靠,高温下会漏电。必须换。
元件稍微碰到炉衬要不要紧?
要紧。接触点会局部过热,而且炉衬材料在高温下可能和元件反应。至少留 50 mm。
旧炉改造时支撑件能不能沿用?
要看支撑件的材质和状态。耐热钢挂钩用久了会氧化变细,承重能力下降,建议一起换。