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电热管在不同温度加热中材质的选取(详细)

作者:盐城宏泰合金电器有限公司日期:2013-10-31 10:31:22

   在工业设备采用电热管进行加热的运用中,往往会对电热管的设计参考温度与使用场合不同而最终设计不一样。但是电热管中每一种材质的选取也直接影响到电热管最终产品的质量。工业常用的电热管基本上都是以金属管为外壳,沿管内中心轴向均布螺旋电热合金丝其空隙填充压实具有良好绝缘导热性能的氧化镁砂,管口两端用硅胶密封而成的。
  通过电热管的含义能够了解到电热管关键材质:1、套管材质;2、电阻丝(电热丝);3、氧化镁粉;4、封口。等等还有其余一些要素。这些关键材质对电热管有什么重要性呢。
一、套管材质选择
   电热管的管套材质的选取是一个不可缺少的一个关键,若选取的不合适对电热管的损耗比较大的。首先我们需要了解电热管的管壁即管套。
  电热管管壁一般由合金构成,其有防腐蚀、防敲击、防潮散热等作用。外管的合金中铬镍含量越高,电热管的防腐蚀性越强;碳含量越低,电热管越不易生锈;当电热管壁为合金钢,其铬含量达12%时,即称为不锈钢管套。
  管套材质与适用场合的选择如下:

管套材质与适用场合的选择
材质 设计参考温度 常用加工方式 表面硬度(洛氏) 适用场合
Ncoloy 600 900ºC

采用高温发黑、高温焊接及高温退火工艺 

氨分解光亮炉

高温发黑炉

77±5 几乎不用
Ncoloy 800 850ºC 高温焊热水器管
Ncoloy 840 850ºC 微波炉、烧烤、空调、烘干等发黑管及高温焊接热水器管
SUS 309S 800ºC 微波炉、烧烤等发黑管
SUS 321 700ºC 低负荷的微波炉、烧烤等发黑管
SUS 304 650ºC 局部退火或空管退火 用于水加热的电热管
SUS 316L 700ºC 局部退火或高温焊接 用于水加热的电热管
Cu(镀镍) 250ºC 局部退火或中温退火(氨分解光亮炉) 40±10 用于水加热的电热管
AL 350ºC 410 ºC网带炉退火 30±5 复合焊接或镶嵌类
Fe(镀铜) 450ºC   77±5 复合焊接、镶嵌或压铸类

注:
①镀镍管一般用于水中,AL管和Fe管一般和被加热体连接;
②镀镍层温度超过250ºC会变色或脱落。
③不锈钢管材

不锈钢管材的选择
国外型号 国内型号 Cr的含量 Ni的含量
SUS304 0Cr18Ni9 17~19%  8~10%
SUS304L 00Cr19Ni10 18~20%  8~10%
SUS316 0Cr17Ni12Mo2 16~18.5% 10~14%
SUS316L(常用) 0Cr17Ni14Mo2 16~18% 12~15%
SUS321(常用) 1Cr18Ni9Ti6 17~19% 8~11%
309S 0Cr23Ni13 22~24% 12~15%
310S 0Cr25Ni20 24~26% 19~22%
INCO840(常用)   18~22% 18~22%
INCO800常用(目前最好最贵的材料) 19~23 19~23% 30~35%

④设计要点
a.电热管弯曲R角设计:0.5mm管壁厚高温管 2×ød;Cu管 2.5×ød;AL管 2.5
×ød;Fe管 1.8×ød。
b.空烧的电热管瓦特密度不可超过9W/cm²,烧水的瓦特密度不可超过30 W/cm²。
c.电热管目前的瓦特精度为+5%、-10%。盐城宏泰合金电器有限公司生产的电热管能精确到+5%、-5%,有的电助可以精确到1欧姆。
d. 盐城宏泰合金电器有限公司生产的电热管管径可以做到3-25mm。
二、电阻丝(电热丝)的选择
电阻丝是电加热管的发热体,其功能就是把电能转变成热能,正常分为铁-铬-铝和镍-铬-(铁)两大系列,不同产家生的的电阻丝性能各不相能,和国外的电阻丝相比,还有很大差距。
①高温电热管的发热线为Ni—Cr线,耐温1400ºC;
②中低温电热管的发热线为Fe—Cr线,耐温1500ºC,缺点:易氧化,寿命短。
③电热管R角的地方瓦特密度较直线部分低,加热时二者温度相差会在20ºC左右,经油压处理后会控制在10ºC左右。
④发热线线径于ø0.12到ø0.6之间。

三、氧化镁粉MgO
氧化镁粉是指电熔结晶氧化镁块经破碎并对不同颗粒尺寸或数目按一定比例配合,直接或改性后用于管状电热元件中作为在高温下导热的绝缘介质。在电热管中主要起固定电阻丝的中心位置、保证金属外壳不带电(绝缘)、把电阻丝发出的热传导出去等作用。按制作方法与主要用途可分为以下四大类:
 1、普通型          分类代号 P
 2、低温防潮型  分类代号 D
 3、中温防潮型  分类代号 Z
 4、高温型          分类代号 G
氧化镁粉的性能要求:
1、MgO粉在工作温度的时候,其要具有较高的导热性能,以便能迅速地把热量传递到管表面上去,使电阻丝与管壁温度更接近;
2、当工作温度在1100℃之内时,MgO粉应具有较好的绝缘性能;
3、MgO粉必须具有一定的颗粒度,形状一般是圆状而不是我国目前生产的片状,因为圆状的灌粉密度大,流动性好,且具有一定颗粒的百分比含量,加粉时不易损坏发热丝,保证毫无困难地进行灌粉;
4、MgO粉无论在常温或高温的情况下对发热丝材料和管材应无腐蚀的现象。
5、氧化镁粉的吸水率不得高于下列规定:
1、普通型           ≤1.5%
2、低温防潮型  ≤0.05%
3、中温防潮型  ≤0.10%
4、高温型          ≤0.10%
氧化镁粉的电阻率不得低于下表规定值:

氧化镁粉的电阻率不得低于下表规定值:
温度℃ 600 700 800 875 900 975 1000 1100
电阻率Ω.cm 5×109 1.5×109 3×108 8×107 5×107 1.4×107 1.0×107 3×106
注:
1. 选择的测试温度介于上述温度点之间,用线性内插法定电阻率,
2. 测试温度在T减50℃至T加100℃区间内选择两点T1和T2,且T2减T1等于100℃,高温氧化镁T2等于975℃,T1等于875℃。

四、封口
   封口材料的作用,是为了防止大气中的水分由管口进入氧化镁粉,使氧化镁粉受潮,绝缘性能降低,电热管漏电而失效。经过改性处理的氧化镁粉可以不封口。
  用于电热管封口(防潮)的材料主要有玻璃、环氧树脂、硅油等。其中用硅油封口的电热管,在加热后,管口部位的硅油会受热挥发,电热管绝缘下降。环氧树脂材料的耐温不高,不能在管口温度较高的烧烤、微波炉等高温电热管使用。玻璃耐温较高,但价格较高,较多的用于高温管的封口。

封口材质的选取
封口种类 硬化方式 耐温 性能
Glass 加热硬化 200ºC  
EPOXY(环氧树脂) 加热硬化 150ºC  
UV胶UV 150ºC  
RTV(硅胶) 自然硬化 200ºC 绝缘不好

注:
1、中低温管可无封口;
2、有水分的地方一定要封口。
另外、在管口部位还会有硅胶管、硅胶套、瓷珠、塑料绝缘子等部件,主要是增加引出棒与管口金属壁之间的电气间隙和爬电距离。硅橡胶可起到填充和粘接的作用。

  根据上面的描述,电热管的材质直接反应了电热管的不同性能,也直接反应了不同设备和环境因素所使用的电热管是不同的。在日常的工业使用当中,我们还会遇到类似电热管操作和安全性的文章,欢迎阅读相关的文章《优质电热管如何选取材质》、《电热丝的表面温度测试》、《电热管内部填充物对人体是否有害》等等,都有一个详细的介绍。当然我们也希望更多的客户与我们沟通,盐城宏泰合金电器有限公司专业从事电热管的各种类型的研发、生产、加工在电热行业中已经运行了有十多年了。经验比较丰富。若有需要的客户可以与技术或者采购部联系张经理:0515-83094999。盐城宏泰欢迎新老客户光临!

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