Mở rộng và giải phóng nhiệt – Trò chơi chính xác quyết định tuổi thọ của máy sưởi
Một chi tiết dường như nhỏ trong quá trình lắp đặt bộ sưởi hộp mực-khe hở giữa bộ sưởi và lỗ lắp của nó-thường xác định liệu thiết bị có cung cấp dịch vụ đáng tin cậy trong nhiều năm hay bị lỗi trong vòng vài tháng. Điều này đặc biệt đúng ở 650 độ, nơi mà sự giãn nở nhiệt trở thành một lực đáng kể.
Khi một ống sưởi điện một đầu đạt đến nhiệt độ vận hành, cả vỏ bọc và các bộ phận bên trong đều giãn nở đáng kể. Vỏ bọc Incoloy hoặc thép không gỉ có thể tăng chiều dài từ 8 đến 12 mm trở lên ở chiều dài 1300mm và sự giãn nở xuyên tâm gây áp lực đáng kể lên sự vừa vặn. Nếu khe hở ban đầu quá chật, bộ gia nhiệt sẽ đẩy mạnh vào thành lỗ khoan khi nó nóng lên. Khi nguội đi, nó có thể co lại thành trạng thái căng, biến dạng và khóa nó tại chỗ, khiến việc tháo khuôn trở nên cực kỳ khó khăn hoặc không thể thực hiện được nếu không làm hỏng khuôn.
Theo kinh nghiệm hiện trường, khe hở đường kính tối ưu cho bộ gia nhiệt hộp mực 650 độ thường nằm trong khoảng từ 0,1 đến 0,3 mm. Không gian này cho phép lò sưởi giãn nở tự do qua nhiều chu kỳ nhiệt độ mà không bị kẹt hoặc làm hỏng lỗ khoan. Đối với các bộ sưởi cực dài, khoảng cách lớn hơn một chút là 0,1–0,2 mm thường được đề xuất để phù hợp với khả năng mở rộng tổng thể lớn hơn. Một số ứng dụng-mật độ cao yêu cầu dung sai chặt chẽ hơn nữa-khoảng hở 0,02 đến 0,05mm-để đảm bảo truyền nhiệt đầy đủ.
Hậu quả của việc làm sai điều này là nghiêm trọng. Nếu khe hở quá lớn, nhiệt không thể truyền hiệu quả từ bộ gia nhiệt hộp mực sang vật liệu xung quanh. Các khe hở không khí hoạt động như chất cách điện, khiến nhiệt độ bên trong lò sưởi tăng lên và vỏ bọc quá nóng. Về cơ bản, lò sưởi tự nấu từ trong ra ngoài, làm suy giảm lớp cách nhiệt và rút ngắn tuổi thọ của nó. Dữ liệu hiện trường cho thấy lỗ lắp đặt thô có thể làm giảm hiệu suất truyền nhiệt từ 20–30%, hạn chế đáng kể tuổi thọ sử dụng.
Nếu khe hở quá nhỏ, sự giãn nở nhiệt sẽ tạo ra ứng suất cơ học có thể làm nứt vỏ bọc hoặc làm hỏng lớp cách điện bên trong. Bộ sưởi đẩy vào các thành trong trong quá trình làm nóng- và nếu độ giãn nở bị hạn chế thì vỏ bọc có thể bị biến dạng hoặc các bộ phận bên trong có thể dịch chuyển, dẫn đến hỏng hóc sớm.
Để đạt được khoảng hở phù hợp đòi hỏi độ chính xác trong việc chuẩn bị lỗ. Lỗ phải được khoan và doa-không chỉ khoan bằng mũi-có mục đích chung. Doa tạo ra bề mặt mịn hơn, chính xác hơn giúp cải thiện khả năng tiếp xúc và truyền nhiệt. Đối với các lỗ sâu, việc-khoan bằng súng hoặc khoan sâu-sau đó là doa hoặc mài giũa tỉ mỉ sẽ duy trì độ thẳng trong phạm vi dung sai chặt chẽ, tốt nhất là 0,05 mm cho mỗi 300 mm độ sâu.
Một khía cạnh quan trọng khác là độ sâu lỗ. Lỗ thường phải dài hơn bộ gia nhiệt hộp mực từ 1–2 mm để có chỗ cho sự giãn nở theo chiều dọc. Đối với những máy sưởi rất dài hoạt động ở nhiệt độ cao, khoảng cách từ 15 đến 20mm ở đầu đóng cho phép máy sưởi giãn nở mà không bị kẹt.
Trước khi lắp đặt, lỗ khoan phải được làm sạch hoàn toàn. Ngay cả những cặn dầu, chất làm mát hoặc mảnh vụn gia công nhỏ cũng có thể tạo ra những khu vực cục bộ nơi bộ sưởi không thể tản nhiệt hiệu quả, đẩy nhanh quá trình oxy hóa vỏ bọc, hỏng lớp cách điện và hỏng hóc sớm. Bất kỳ chất ô nhiễm còn sót lại nào sẽ cacbon hóa ở nhiệt độ vận hành, dần dần làm xấu đi sự tiếp xúc nhiệt.
