बोर फ़िट फ़ैक्टर-क्यों 0.1 मिमी प्रदर्शन को बना या बिगाड़ सकता है

एक नया कार्ट्रिज हीटर बोरहोल में बहुत आसानी से चला जाता है। तकनीशियन थर्मल पेस्ट लगाता है, उसे शक्ति देता है और चला जाता है। कुछ ही घंटों में, हीटर विफल हो जाता है, सूज जाता है, टूट जाता है, या जल जाता है। हीटर को दोषी ठहराया गया है, लेकिन असली दोषी हीटर का ढीला फिट था।

800 डिग्री पर, एक छोटा सा वायु अंतराल भी एक सटीक हीटिंग उपकरण को स्वयं नष्ट करने वाले उपकरण में बदल सकता है।

एक सिंगल हेड इलेक्ट्रिक हीटिंग ट्यूब मुख्य रूप से प्रत्यक्ष संचालन द्वारा गर्मी स्थानांतरित करती है। एक स्पेस हीटर के विपरीत जो संवहन और विकिरण पर निर्भर करता है, इन घटकों को मोल्ड या प्लेटिन के साथ घनिष्ठ संपर्क की आवश्यकता होती है। इसलिए बोर व्यास और हीटर व्यास के बीच संबंध महत्वपूर्ण है।

अधिकांश प्रतिष्ठित कार्ट्रिज हीटर निर्माता म्यान व्यास का उत्पादन करते हैं जो नाममात्र आकार के बहुत करीब होते हैं, आमतौर पर -0.05 मिमी और -0.01 मिमी के बीच। यह नकारात्मक सहनशीलता यह सुनिश्चित करती है कि हीटर कभी भी बहुत बड़ा न हो और जब छेद को सही आकार में मशीनीकृत किया जाए तो वह हमेशा सही ढंग से फिट बैठता है। H7 टॉलरेंस (ISO 286) रिसीविंग होल के लिए उद्योग मानक है, जो एक सटीक स्लाइडिंग फिट प्रदान करता है।

800 डिग्री सिंगल हेड इलेक्ट्रिक हीटिंग ट्यूब के लिए, शीथ और बोर दीवार के बीच का अंतर जितना संभव हो उतना छोटा होना चाहिए -आम तौर पर त्रिज्या पर 0.03 से 0.05 मिमी (0.06 से 0.10 मिमी कुल व्यासीय निकासी)।यह छोटा सा अंतर 80-90% सतह संपर्क प्रदान करते हुए अंतर थर्मल विस्तार की अनुमति देता है।

क्या होता है जब वह निकासी बहुत बड़ी हो जाती है?

वायु एक उत्कृष्ट थर्मल इन्सुलेटर है। 800 डिग्री पर, इसकी तापीय चालकता स्टील की तुलना में लगभग 0.05 W/m·K है। यदि कार्ट्रिज हीटर ढीला फिट बैठता है, तो प्रतिरोध तार से गर्मी कुशलतापूर्वक बाहर नहीं निकल सकती है। इसके बजाय, यह म्यान के अंदर बनता है, जिससे आंतरिक तार का तापमान उपकरण के तापमान से 150 से 300 डिग्री ऊपर बढ़ जाता है। परिणाम तीव्र और विनाशकारी हैं:

FeCrAl या NiCr प्रतिरोध तार का त्वरित ऑक्सीकरण

अत्यधिक गर्मी के कारण अत्यधिक सघन MgO इन्सुलेशन का टूटना और टूटना

आंतरिक वाष्प दबाव और रेंगने के कारण आवरण की सूजन या उसकी लंबाई के साथ विभाजन

हॉट स्पॉट जो तार को पिघला देते हैं या सर्किट को तोड़ देते हैं

हज़ारों इंस्टालेशन से प्राप्त फ़ील्ड डेटा से पता चलता है कि केवल 0.1 मिमी का व्यास अंतराल गर्मी हस्तांतरण दक्षता को 25% से अधिक कम कर सकता है।800 डिग्री पर, इस दक्षता हानि का मतलब है कि आंतरिक तार का तापमान 1,050 डिग्री से अधिक हो सकता है, यहां तक ​​कि सर्वोत्तम मिश्र धातुओं के लिए भी तीव्र विफलता सीमा तक पहुंच सकता है। कम तापमान पर परीक्षण करने पर कार्ट्रिज हीटर ठीक काम कर सकता है, लेकिन एक बार जब मोल्ड अपने सामान्य ऑपरेटिंग तापमान पर पहुंच जाता है, तो क्षति कुछ घंटों के भीतर स्थायी हो जाती है।

थर्मल पेस्ट कोई समाधान नहीं है.कई ऑपरेटर ढीले फिट की भरपाई के लिए थर्मल पेस्ट या हीट ट्रांसफर यौगिकों का उपयोग करते हैं। हालाँकि ये छोटी सतह की खामियों को भर सकते हैं और संपर्क में 5-10% तक सुधार कर सकते हैं, लेकिन ये बड़े आकार के छेद की भरपाई नहीं कर सकते हैं। अधिकांश यौगिक 500 डिग्री से ऊपर के तापमान पर टूट जाते हैं, कार्बोनाइज हो जाते हैं, या गैस छोड़ देते हैं, जिससे एक अवशेष निकल जाता है जो गर्मी हस्तांतरण को और बाधित करता है।

विपरीत समस्या{{0}बहुत टाइट फिट{{1}भी उतनी ही समस्याग्रस्त है।एक बड़े आकार के कार्ट्रिज हीटर को एक छोटे आकार के छेद में जबरदस्ती डालने से म्यान को नुकसान हो सकता है, आंतरिक एमजीओ इन्सुलेशन टूट सकता है, या हीटर स्थायी रूप से बंद हो सकता है। हीटर को प्रकाश प्रतिरोध के साथ अंदर की ओर खिसकना चाहिए {{1}हथौड़े मारने की आवश्यकता नहीं होनी चाहिए।

व्यावहारिक अनुशंसा: एक आरामदायक फिट के लिए बोर को ड्रिल और रीम करें, आमतौर पर अधिकतम 0.02-0.1 मिमी क्लीयरेंस। बहुत अधिक ढीला होने से खराब गर्मी हस्तांतरण और आंतरिक अति ताप का कारण बनता है। बहुत अधिक टाइट होने से इंस्टॉलेशन को क्षति पहुंचती है और जब्ती हो जाती है। 800 डिग्री सिंगल हेड इलेक्ट्रिक हीटिंग ट्यूब के लिए, 0.06–0.10 मिमी कुल व्यास क्लीयरेंस रेंज कुशल गर्मी हस्तांतरण के लिए पर्याप्त स्वीट स्पॉट {{8}का प्रतिनिधित्व करती है, थर्मल विस्तार को समायोजित करने के लिए पर्याप्त ढीली है।