راهنمای انتخاب: مهندسی مشخصات برای گرم کن کارتریج با دمای 650 درجه{1}}

انتخاب یک بخاری کارتریجی برای استفاده در 650 درجه یک کار مهندسی مهم است، نه فقط یک خرید ساده. اگر از منطق انتخاب معمولی یا پارامترهای کاتالوگ استفاده کنید، قطعاً شکست خواهید خورد زیرا نیازهای حرارتی، مکانیکی و شیمیایی در این دما جایی برای خطا باقی نمی‌گذارد. این آموزش روشی سازمان یافته و فنی را برای انتخاب بخاری که به خوبی کار می کند و برای مدت طولانی دوام می آورد به شما ارائه می دهد.

فاز 1: برنامه را با جزئیات کامل شرح دهید
فرض اینکه چیزها چیزها را کمتر قابل اعتماد می کند. همه پارامترها را یادداشت کنید.


مشخصات حرارتی:

نقطه تنظیم یا دمای هدف: 650 درجه سانتیگراد.

حالت عملیاتی: کار مداوم یا چرخه ای (زمان چرخه و نوسان دما را تنظیم کنید).

زمان مورد نیاز برای گرم شدن: از دمای اتاق تا 650 درجه. این به ما می‌گوید که نیازهای موقت قدرت چیست.

دمای محیط اطراف بخاری: آیا در اجاق، مکانی که هوا آزادانه در گردش است یا در یک فضای کوچک است؟ این باعث تغییر درجه بندی سیم سرب می شود.

جزئیات در مورد سیستم و محیط:

مواد و جرم میزبان (ابزار): آلیاژ دقیق (مانند فولاد ابزار H13 یا آلومینیوم 6061) و جرمی که در حال گرم شدن است را بدهید. برای تعیین میزان قدرت و نحوه مطابقت با انبساط مهم است.

اتمسفر می تواند هوای پاک، گاز بی اثر (N2، Ar)، خلاء، گاز اکسید کننده، گاز کربورکننده یا بخارات خورنده (HCl، H2S، کلر) باشد. این تصمیم می گیرد که از چه نوع آلیاژ غلاف استفاده شود.

جزئیات نصب: یک طرح جامع از سوراخ نصب، از جمله قطر، عمق آن، کور یا سوراخ بودن آن، و مکان آن نسبت به سطح گرم شده ارائه دهید. لطفاً به ما بگویید که به چه نوع سطحی نیاز دارید (مثلاً 32 µ-اینچ).

فاز 2: آلیاژ غلاف را انتخاب کنید-کلید بقا "فولاد ضد زنگ" مشخصات خوبی نیست. لازم است آلیاژ را مشخص کنید.

آلیاژهای خوب: 304، 321 و 316L برای 650 درجه برای مدت زمان طولانی خوب نیستند. آنها اکسید می شوند، حساس می شوند و به طرز بسیار بدی می خزند.

حداقل آلیاژ قابل دوام: فولاد ضد زنگ 310S (UNS S31008). سطح اولیه مقاومت در برابر اکسیداسیون را دارد، اما در حداکثر سطح خود با فضای کمی برای خطا کار می کند. مصالحه ای برای برنامه هایی که چندان مهم نیستند.

RA 330 (UNS N08330) آلیاژ استاندارد توصیه شده است. این آلیاژ نیکل-آهن-کروم برای عملکرد خوب در دماهای بالا ساخته شده است. در برابر اکسیداسیون بسیار مقاوم است، استحکام خوبی دارد و می تواند تا 1150 درجه کربوراسیون و نیترید شدن را تحمل کند. به اکثر مصارف صنعتی در 650 درجه ایمنی اضافی و عمر طولانی مورد نیاز آنها را می دهد.

Incoloy 800H/HT (UNS N08810/11) آلیاژی با کیفیت-بالا است که ممکن است به طرق مختلف مورد استفاده قرار گیرد. برای سخت ترین کارها، مانند تغییرات شدید دما، بارهای مکانیکی سنگین، یا مقادیر کم مواد خورنده. استحکام پارگی خزشی و مقاومت در برابر خستگی حرارتی بهتری دارد.

برای شرایط با کلر یا گوگرد شناخته شده، Inconel 600/601 یا سایر آلیاژهای تخصصی ممکن است مورد نیاز باشد.

خروجی مشخصات: "مواد غلاف باید RA 330 (UNS N08330) باشد. گواهینامه مواد وجود خواهد داشت.

مرحله 3: محاسبه توان و چگالی وات را انجام دهید
بارگذاری بیش از حد بخاری معمولی ترین دلیل خرابی آن است.

با محاسبه مقدار حرارتی که ابزار در 650 درجه از طریق تشعشع، همرفت و رسانش از دست می دهد، توان حالت پایدار (Q_ss) را بیابید. این معمولاً بزرگترین بار است.

برای یافتن توان گذرا برای گرم کردن-بالا (Q_trans)، از این فرمول استفاده کنید: انرژی=(جرم ابزار) x (گرمای ویژه) x (ΔT از محیط تا 650 درجه). برای یافتن توان متوسط، بر زمان گرم شدن تقسیم کنید.

برای یافتن توان کل بخاری (Q_total)، حداکثر Q_ss و Q_trans را اضافه کنید و سپس برای ایمنی 20٪ اضافه کنید. فاکتور ایمنی برای تغییرات ولتاژ و پیری است، نه برای رفع طراحی بد.

قطر استانداردی را انتخاب کنید که متناسب با سوراخ باشد و سپس میزان سطح مورد نیاز خود را مشخص کنید. A=π * D * L_heated. طول گرم شده (L_heated) مهمترین عدد برای شما است.

برای پیدا کردن چگالی وات سطح (WD)، از فرمول WD=Q_total / A استفاده کنید.

از محدودیت چگالی وات استفاده کنید: برای غلاف 650 درجه، بالاترین چگالی وات مجاز نسبتاً کم است. برای فولاد، هدف ایمن <15-20 W/in² (2.3-3.1 W/cm²) است. برای هادی های بد، باید کمتر باشد. اگر WD محاسبه‌شده بالاتر از این باشد، باید طول گرم شده (L_heated) را افزایش دهید تا سطح را بزرگ‌تر کنید. این مورد بحثی نیست.

خروجی مشخصات: "هیتر باید برای X وات در Y ولت باشد." چگالی وات سطحی نباید بیش از ZW/in² باشد. برای بدست آوردن مساحت سطح مناسب، طول گرم شده باید L میلی متر باشد.

مرحله 4: پیکربندی مکانیکی و تلرانس ها را تنظیم کنید
دقت باعث می شود که گرما حرکت کند.

قطر و تحمل: OD و تلورانس اسمی را مانند 12.7 میلی متر +0.00/-0.02 میلی متر بدهید. سوراخ باید برش داده شود تا متناسب با فشار یا جابجایی، مانند H7/p6 باشد.

طول گرم شده و منطقه سرد: مراقب باشید که طول دقیق گرم شده و طول "منطقه سرد" گرم نشده مورد نیاز را بدهید تا مهر و موم ها و پایانه ها خارج از حفره گرم باقی بمانند.

پیکربندی سرب: برای اطمینان، کابل Mineral{0}}عایق (MI) را پیش‌فرض قرار دهید. طول سرب، زاویه خروج (مستقیم یا 90 درجه) و عایق/حفاظت (مانند روکش فولاد ضد زنگ) را در نظر بگیرید.

فاز 5: ساخت و ساز و الزامات کیفیت
کیفیت با چیزهایی که دیده نمی شوند تعریف می شود.

"عایق MgO باید به صورت ایزواستاتیک (CIP/HIP) تا حداکثر چگالی فشرده شود."

مهر و موم هرمتیک: "هیتر باید دارای مهر و موم هرمتیک از سرامیک به فلز یا شیشه به فلز باشد. مهر و موم های ساخته شده از اپوکسی یا سیلیکون مشکلی ندارند.

سنسور یکپارچه: "هیتر باید دارای یک ترموکوپل زمینی و معدنی-نوع K (یا N) عایق شده در نوک یا وسط برای عملکرد حد بالا{1}}ایمنی باشد."

Electrical Testing: "Every unit will be tested 100% and given a report that shows the Hi-Pot test (XXXX VAC), the insulation resistance (>XXXX MΩ در 500VDC)، و تأیید مقاومت در برابر سرما."

فاز 6: الزامات نصب و کنترل
بخاری باید با سیستم کار کند.

نصب: مشخص کنید که باید از خمیر رابط حرارتی با دمای بالا-استفاده شود و در سوراخ‌های کور باید یک شکاف انبساط محوری وجود داشته باشد (محاسبه شده و نشان داده شده).

کنترل: به استفاده از یک کنترل‌کننده PID با مدولاسیون قدرت فاز-زاویه SCR و یک کنترل‌کننده حد ایمنی جدا و سیم‌کشی شده نیاز دارید.

در نتیجه، مشخصات به عنوان یک قابل تحویل

روند انتخاب یک بخاری کارتریج 650 درجه با یک سند مشخصات دقیق-بر اساس عملکرد که برای فروشندگان احتمالی ارسال می‌شود، به پایان می‌رسد. این روش پویایی را از مرور کاتالوگ ها به درخواست تخمین در مورد یک قطعه سفارشی-که متناسب با نیازهای فنی خاص است تغییر می دهد.

مهمترین کاری که می توانید برای جلوگیری از خرابی، محافظت از ابزار سرمایه خود و پایدار نگه داشتن فرآیند خود انجام دهید این است که کار را زودتر از موعد انجام دهید. قیمت یک بخاری سفارشی که به درستی مشخص شده است همیشه کمتر از قیمت یک کالای استاندارد است که آنطور که باید کار نمی کند. در گرمایش{2}}در دمای بالا، نمی‌توانید فقط در یک کاتالوگ جستجو کنید تا قابلیت اطمینان را بیابید. در مشخصات تعبیه شده است.