Cơ chế oxy hóa và nâng cấp-chống oxy hóa của ống sưởi ấm nhiệt độ-cao
Quá trình oxy hóa ở nhiệt độ-cao là một trong những dạng lão hóa không thể khắc phục nhất của các ống gia nhiệt một đầu hoạt động ở nhiệt độ trên 600 độ . Hoạt động ở nhiệt độ cao-cao{4}}trong thời gian dài gây ra phản ứng oxy hóa giữa vỏ kim loại và không khí, tạo thành các lớp oxit lỏng lẻo trên bề mặt ống. Sự tích tụ oxit quá mức làm giảm độ dẫn nhiệt, tăng khả năng chịu nhiệt bề mặt và gây ra sự tích tụ nhiệt liên tục bên trong, cuối cùng dẫn đến hỏng lớp cách nhiệt và cháy thành phần. Nghiên cứu về quy luật oxy hóa và áp dụng công nghệ chống oxy hóa-có thể kéo dài tuổi thọ sử dụng của thiết bị sưởi ấm-ở nhiệt độ cao một cách hiệu quả.
Quá trình oxy hóa ở nhiệt độ-cao tuân theo các quy tắc gradient nhiệt độ rõ ràng. Khi nhiệt độ bề mặt dưới 400 độ, tốc độ phản ứng oxy hóa chậm và lớp oxit dày đặc và ổn định, ít ảnh hưởng đến hiệu suất. Khi nhiệt độ tăng lên trên 600 độ, phản ứng oxy hóa tăng cường nhanh chóng và lớp oxit trở nên lỏng lẻo và xốp, không thể bảo vệ ma trận kim loại bên trong. Oxy tiếp tục xâm nhập vào bên trong để oxy hóa vật liệu kim loại, dẫn đến thành ống liên tục mỏng đi và độ bền kết cấu giảm. Quá trình oxy hóa ở nhiệt độ cao-cao trong thời gian dài{8}}cuối cùng sẽ gây ra thủng cục bộ và hỏng ống sưởi.
Vật liệu hợp kim có nhiệt độ-cao cải thiện hiệu suất chống-oxy hóa nội tại. Vật liệu nhôm sắt-crom-thông thường phù hợp với các tình huống nhiệt độ trung bình và thấp, trong khi các ống gia nhiệt ở nhiệt độ-cao sử dụng vật liệu hợp kim chịu nhiệt độ cao niken-crom-. Hợp kim tạo thành một màng oxit bảo vệ dày đặc trên bề mặt trong quá trình vận hành-ở nhiệt độ cao ban đầu, có thể cách ly sự tiếp xúc với oxy một cách hiệu quả và ngăn chặn quá trình oxy hóa liên tục của vật liệu nền. Cấu trúc kim loại ổn định không tạo ra sự thay đổi pha và hư hỏng cấu trúc trong điều kiện nhiệt độ cao{11}}cao{12}}lâu dài, duy trì tính toàn vẹn của lớp vỏ.
Xử lý chống oxy hóa-bề mặt giúp tăng cường hơn nữa độ bền-ở nhiệt độ cao. Ống gia nhiệt nhiệt độ-cao cấp{4}}áp dụng công nghệ xử lý thụ động và phủ gốm nhiệt độ cao. Lớp phủ bảo vệ bề mặt có khả năng cách ly oxy hóa và khả năng chịu nhiệt độ cực cao, có thể ngăn chặn sự xói mòn do không khí một cách hiệu quả trong điều kiện làm việc ở nhiệt độ cực cao. Bề mặt lớp phủ mịn tránh bám dính và đóng cặn oxit, duy trì{10}}độ dẫn nhiệt ổn định lâu dài và giảm tốc độ tăng điện trở nhiệt.
Bảo trì vận hành khoa học làm giảm tổn thất oxy hóa. Việc tránh tác động thường xuyên ở nhiệt độ cực cao và hoạt động quá tải có thể làm chậm đáng kể tốc độ oxy hóa; giữ môi trường làm việc sạch sẽ và khô ráo giúp giảm quá trình oxy hóa và ăn mòn composite do không khí ẩm và tạp chất gây ra. Thiết kế cấu trúc chống-oxy hóa chuyên nghiệp và nâng cấp vật liệu cho phép các ống gia nhiệt một đầu hoạt động ổn định trong thời gian dài trong các tình huống gia nhiệt lò-ở nhiệt độ cao, nung công nghiệp và sấy khô ở nhiệt độ-cao, giảm tần suất thay thế thiết bị và tổn thất sản xuất.
