-Phân loại lựa chọn vật liệu ở nhiệt độ cao: Từ thép không gỉ 304 đến ống gốm
Việc kết hợp cấp vật liệu trực tiếp xác định khả năng chịu nhiệt độ{{0} cao và khả năng chống oxy hóa của ống gia nhiệt, đồng thời việc kết hợp khoảng nhiệt độ không chính xác sẽ dẫn đến hư hỏng vật liệu nhanh chóng ngay cả với các thông số tải và công suất đủ tiêu chuẩn. Vật liệu ống gia nhiệt-có nhiệt độ cao tạo thành một hệ thống phân loại hoàn chỉnh từ thép không gỉ thông thường đến vật liệu gốm và hợp kim-cao cấp, trong đó mỗi vật liệu có ranh giới nhiệt độ áp dụng riêng và lợi thế về hiệu suất. Lựa chọn được phân loại hợp lý có thể cân bằng giữa hiệu suất kỹ thuật và chi phí kinh tế, đồng thời việc giám sát nhiệt độ dài hạn-của cặp nhiệt điện có thể xác minh tính ổn định của hoạt động vật liệu trong điều kiện làm việc thực tế.
Thép không gỉ 304 là vật liệu cơ bản tiết kiệm chi phí-hiệu quả nhất cho các tình huống nhiệt độ-cao-thấp, phù hợp với nhiệt độ làm việc liên tục dưới 450 độ. Vật liệu này có đặc tính cơ học ổn định và khả năng chống oxy hóa trong môi trường có nhiệt độ-cao trung bình và thấp, với chi phí mua sắm thấp và khả năng thích ứng rộng rãi để làm nóng lò công nghiệp thông thường, lưu thông không khí ở nhiệt độ-trung bình và làm nóng chất lỏng thông thường ở nhiệt độ-cao. Độ ổn định cấu trúc và hiệu suất chống oxy hóa của thép không gỉ 304 sẽ giảm đáng kể khi vượt quá 450 độ, dễ bị oxy hóa ranh giới hạt và bong tróc bề mặt.
Thép không gỉ 321 đóng vai trò là vật liệu ưu tiên cho các kịch bản nhiệt độ-trung bình cao từ 450 độ đến 600 độ, giải quyết khuyết điểm cốt lõi của khả năng chống ăn mòn giữa các hạt kém của thép không gỉ thông thường ở nhiệt độ cao. Thành phần titan được thêm vào trong vật liệu 321 có thể cố định các nguyên tố carbon bên trong, ngăn chặn sự kết tủa cacbua ở các ranh giới hạt và duy trì tính toàn vẹn của cấu trúc kim loại trong chu kỳ nhiệt dài hạn. Vật liệu này có khả năng chống nứt do mỏi ở nhiệt độ cao và lão hóa do oxy hóa một cách hiệu quả, thích ứng hoàn hảo với điều kiện làm việc ở nhiệt độ cao-dao động khi khởi động và tắt máy thường xuyên.
Thép không gỉ 310S là vật liệu chịu nhiệt độ-cao chuyên nghiệp cho các tình huống nhiệt độ cực cao từ 600 độ đến 800 độ . Với tỷ lệ hợp kim crom và niken cao, vật liệu 310S tạo thành màng oxit bảo vệ dày đặc trên bề mặt ống trong điều kiện nhiệt độ cực cao, có thể cách ly hiệu quả quá trình oxy hóa không khí và xói mòn nhiệt. Nó duy trì độ bền kết cấu ổn định và khả năng chống rão trong môi trường nhiệt độ-cao 800 độ trong thời gian dài và được sử dụng rộng rãi trong-lò nướng công nghiệp nhiệt độ cao, thiết bị sấy khô và-hệ thống sưởi ấm không khí nhiệt độ cao.
Hợp kim dựa trên niken-Incoloy800 là vật liệu tùy chỉnh-cao cấp dành cho điều kiện làm việc ở nhiệt độ-cực cao từ 800 độ đến 850 độ . Khác với vật liệu thép không gỉ, hợp kim gốc niken-có độ ổn định nhiệt và khả năng chống rão cực cao, đồng thời sẽ không tạo ra hiện tượng làm mềm cấu trúc và biến dạng vĩnh viễn dưới tải trọng nhiệt độ cực cao-trong thời gian dài. Vật liệu này có độ ổn định cấu trúc cao nhất trong số các vật liệu ống gia nhiệt bằng kim loại và phù hợp với các thiết bị công nghiệp có độ chính xác cao-yêu cầu hoạt động ở nhiệt độ cao-không bị gián đoạn trong thời gian dài.
Ống sưởi bằng gốm trở thành lựa chọn đáng tin cậy duy nhất cho các kịch bản nhiệt độ cực-cực cao{1}}từ 850 độ đến 1200 độ . Vật liệu kim loại sẽ trải qua quá trình oxy hóa nghiêm trọng và hư hỏng cấu trúc ở nhiệt độ trên 850 độ, trong khi vật liệu gốm có độ tinh khiết cao-có khả năng chịu nhiệt độ-cao tuyệt vời, hiệu suất cách nhiệt và độ ổn định hóa học. Ống gia nhiệt bằng gốm có thể hoạt động ổn định trong môi trường{10}nhiệt độ cao 1200 độ trong thời gian dài, áp dụng cho lò nung nhiệt độ cao, thiết bị thiêu kết và quá trình gia nhiệt ở nhiệt độ cực cao đặc biệt.
Lựa chọn vật liệu có thứ bậc theo khoảng nhiệt độ là nguyên tắc cơ bản của việc tùy chỉnh bộ gia nhiệt ở nhiệt độ cao-. Việc áp dụng vật liệu chéo{2}}sẽ gây lãng phí hiệu suất hoặc không đủ dung sai. Việc kết hợp vật liệu chuyên nghiệp kết hợp với tối ưu hóa tải bề mặt và bảo vệ nhiệt độ cặp nhiệt điện có thể tạo ra các giải pháp sưởi ấm nhiệt độ-cao có mục tiêu cho các điều kiện làm việc công nghiệp khác nhau.
