1. Ievads
Silīcija karbīda (SiC) sildstieņi ir augstas -temperatūras sildelementi, ko plaši izmanto termiskajā apstrādē, keramikas saķepināšanā, metalurģiskajā kausēšanā un laboratorijas mufeļkrāsnīs. To standarta ilgtermiņa darba temperatūra{2}}svārstās no 1300 grādiem līdz 1 350 grādiem, bet īstermiņa maksimums ir 1400 grādi. Tiem ir ātrs sildīšanas ātrums, stabila augstas-temperatūras mehāniskā izturība un savietojamība ar dažādām krāsns atmosfērām. Tomēr SiC keramikas trausluma dēļ SiC stieņi ir pakļauti lūzumiem, straujam pretestības pieaugumam, nevienmērīgai karsēšanai, elektrības noplūdei un izdegšanai, ja tiek pakļauti termiskajam triecienam, kodīgai gāzei, nepareizai uzstādīšanai un elektroinstalācijai vai neatbilstošai jaudas slodzei, kas ievērojami palielina ražošanas izmaksas un dīkstāves zudumus. Šajā rakstā ir analizētas četras izplatītas rūpnieciskās kļūmes, izskaidroti galvenie cēloņi un sniegti standartizēti problēmu novēršanas un profilakses protokoli.
2. Četras izplatītas neveiksmes, cēloņi un pretpasākumi
2.1. Stieņa lūzums un virsmas šķeldošana
Simptomi: nav strāvas pēc strāvas-ieslēgšanas, daļējs krāsns temperatūras zudums; redzamas šķērseniskas plaisas, gareniskas plaisas, pilnīgs lūzums vai pulvera lobīšanās uz sildīšanas sekcijām.Galvenie cēloņi:
Termiskā sprieguma trieciens: pilna jaudas iedarbināšana aukstajām krāsnīm, pēkšņa krāsns durvju atvēršana augstā temperatūrā, pārmērīgi ātrs sildīšanas/dzesēšanas ātrums rada milzīgu iekšējo termisko spriegumu, kas saplaisā stieņa korpusu;
Mehāniskais ārējais spēks: sadursme transportēšanas un uzstādīšanas laikā, deformācija no pārāk{0}}stingrām skavām, sagatavju trieciens padeves laikā, krāsns vibrācija;
Korozijas trauslums: erozija, ko izraisa sārmu metālu kausēšana, borīdi, sērs un hlora gāzes, vājina mehānisko izturību;
Nepareiza aukstā gala konstrukcija: sildīšanas segments iestiepjas krāsns sienā, radot koncentrētu stresu aukstās-karstās savienojuma zonās.
Risinājumi un profilakse: Salauztus stieņus nevar salabot, un tiem ir nepieciešama tieša nomaiņa; īpaši-garus pielāgotus stieņus var rūpnīcā-metināt ar nedaudz samazinātu jaudas stabilitāti. Standarta apkopes darbības: jaunas vai ilgstošas{4}}dīkstāves krāsnis 2 stundas iepriekš izžāvē 80 grādos, lai noņemtu mitrumu; kontrolēt sildīšanas ātrumu, kas ir mazāks par vai vienāds ar 5 grādiem/min, nekad neiedarbiniet aukstuma stieņus ar 100% nominālo jaudu; noregulējiet skavas ar mērenu blīvumu, lai izvairītos no saspiešanas; novērstu sagataves saskari padeves laikā; uzstādiet aizsarguzmavas korozīviem darba apstākļiem, lai izolētu kausējumus un putekļus.
2.2. Neparasti paaugstināta pretestība un lēna temperatūras paaugstināšanās
Simptomi: Krāsns nespēj sasniegt iestatīto temperatūru pat pie maksimālā sprieguma; acīmredzama spilgtuma atšķirība starp stieņiem vienā ķēdē; izmērītā pretestība ievērojami pārsniedz rūpnīcas sākotnējo vērtību ar nepārtrauktu jaudas samazināšanos.Galvenie cēloņi:
Augstas{0}}temperatūras oksidēšana: ilgstoša-darbība virs 1350 grādiem izraisa reakciju starp SiC un skābekli, veidojot izolējošu silīcija dioksīda plēvi, kas nepārtraukti palielina pretestību;
Atmosfēras erozija: Ūdens tvaiki, ūdeņradis un slāpeklis sadala SiC virs 1350 grādiem, sabiezinot oksidēto virsmas slāni;
Jaukti veci un jauni stieņi: pretestības atšķirība starp jauniem un lietotiem stieņiem vienā cilpā vairāk nekā 10% pārslogo novecojušus stieņus un paātrina nolietošanos apburtā cikla laikā.
Risinājumi un profilakse: pretestības pieaugums, kas mazāks par vai vienāds ar 30%, ļauj nedaudz palielināt sprieguma kompensāciju; kāpumam virs 40% ir nepieciešama visu krāsnī esošo stieņu pilnīga sinhrona nomaiņa-viena nomaiņa ir aizliegta. Kontrolēt ilgtermiņa krāsns temperatūru, kas ir mazāka par 1300 grādiem vai vienāda ar to; izmantot korozijizturīgus īpašus SiC stieņus, lai samazinātu vai vakuuma atmosfēru un samazinātu virsmas slodzi par 20%; ierakstiet failos katra stieņa sākotnējo pretestību, nomaiņas partijām nodrošiniet pretestības novirzi ＜10%. Vieglu novecošanos var īslaicīgi atvieglot, 2 stundas aktivizējot tukšu krāsni 1200 grādos.
2.3. Nevienmērīga sildīšana un lokāls kvēlspuldžu mirdzums
Simptomi: pārmaiņus tumši{0}}sarkani un spilgti-balti segmenti uz viena stieņa; pārmērīga temperatūras atšķirība krāsns zonās; priekšlaicīga novecošana un daļēju stieņu lūzums.Galvenie cēloņi:
Nesabalansēta elektroinstalācija: oksidētas vaļīgas skavas rada nekonsekventu kontaktu pretestību un nevienmērīgu strāvas sadalījumu fāzē;
Nepareizs izkārtojums: nevienmērīgs stieņa garums un asimetrisks attālums izraisa atšķirīgu starojuma siltuma pārnesi;
Virsmas piesārņojums: pielipušie putekļi un izkusuši atlikumi izraisa lokālu pārkaršanu un kvēlošanos sliktas siltuma izkliedes dēļ.
Risinājumi un profilakse: pārtrauciet darbību, nopulējiet oksidētos vadu spailes un nomainiet sarūsējušos vara skavas; kalibrēt horizontālo augstumu un vienādu stieņu atstarpi; regulāri iztīriet krāsns putekļus. Mēriet darba strāvu reizi mēnesī, ierobežojiet strāvas novirzi 10% robežās stieņiem tajā pašā ķēdē.
2.4. Termināla izdegšana un elektriskās noplūdes īssavienojums
Simptomi: Temperatūras regulatora trauksmes signāli par noplūdi; izkausēts alumīnijs-izsmidzināts vadošs slānis uz aukstiem galiem, dzirksteles nomelnušas skavas, strāvas padeve.Galvenie cēloņi:
Mitruma iekļūšana krāsns sienu spraugās aukstajos galos rada elektriskos lokus, kas pēc ieslēgšanas{0}}nodedzina alumīnija pārklājumu;
Pārāk stingras skavas saplaisā aukstos galus, savukārt vaļīgās skavas pārkarst slikta kontakta dēļ;
Neveiksmīga krāsns zemēšana rada elektriskās noplūdes risku.
Risinājumi un profilakse: Nomainiet stipri apdegušos stieņus; notīriet alumīnija pārklājumu un pievelciet skavas, lai nodrošinātu vieglu oksidēšanos. Droši noslīpēts krāsns korpuss ar zemējuma pretestību Mazāks vai vienāds ar 4Ω; noblīvējiet krāsns sienu spraugas ar augstas -temperatūras azbesta virvi, lai bloķētu mitrumu; iepriekš izžāvētas krāsnis pirms palaišanas pēc ilgstošas izslēgšanas.
3. Vispārīgi-ilgtermiņa uzturēšanas principi
Atbilstoša atlase: Izvēlieties stieņa diametru, sildīšanas garumu un nominālo virsmas slodzi atbilstoši krāsns izmēram, maksimālajai darba temperatūrai un atmosfērai; nekad nepārslogojiet mazizmēra stieņus kā aizstājējus.
Aizstāšanas noteikums: Nomainiet pilnu partiju sinhroni, saglabājiet pretestības žurnālus, nekad nesavienojiet jaunus un vecus stieņus vienā ķēdē.
Atmosfēras kontrole: samaziniet slodzi un piestipriniet aizsarguzmavas sārmainai, sēra{0}}hlora un augsta{1}}mitruma videi; SiC stieņi nodrošina optimālu kalpošanas laiku normālā atmosfēras spiedienā; izmantot blīvus pretkorozijas SiC elementus ļoti kodīgām ūdeņraža un hlora atmosfērām.
Periodiskā pārbaude: vizuāli pārbaudiet plaisas un pulvera lobīšanos, pārbaudiet pretestību un strāvu, katru mēnesi piestipriniet vadu; reizi ceturksnī iztīrīt krāsns pelnus un atlikumus.
Droša darbība: Izvairieties no ātras dzesēšanas, atverot krāsns durvis augstā temperatūrā; Pirms apkopes pagaidiet, līdz krāsns atdziest zem 300 grādiem, lai novērstu atlikušo karstuma elektrošoku un applaucējumus.
Standartizēta apkope var pagarināt SiC stieņu vidējo kalpošanas laiku par 40–80%, ievērojami samazinot dīkstāves remonta izmaksas un stabilizējot temperatūras konsistenci un gatavā produkta iznākumu termiskās apstrādes un saķepināšanas procesos.
