जब मानक सामग्री पर्याप्त न हो - 3.5 मिमी हीटर के लिए उच्च तापमान की मांग
कई औद्योगिक अनुप्रयोगों में, एक मानक स्टेनलेस स्टीलकारतूस हीटरवर्षों तक विश्वसनीय रूप से कार्य करता है। लेकिन जब लक्ष्य तापमान 400 डिग्री से ऊपर चढ़ जाता है, तो नियम बदल जाते हैं। के लिएसूक्ष्म लघु-व्यास कार्ट्रिज हीटरके साथ3.5 मिमी का व्यास, उच्च-तापमान संचालन प्रत्येक सामग्री को उसकी सीमा तक धकेलता है, और सही निर्माण का चयन करना वैकल्पिक नहीं है{{1}यह सुरक्षा और कार्यक्षमता के लिए आवश्यक है।
विचार करने वाला पहला घटक म्यान है। ग्रेड 304 स्टेनलेस स्टील 450 डिग्री से ऊपर निरंतर तापमान पर तेजी से ऑक्सीकरण करना शुरू कर देता है। यह ऑक्सीकरण स्केलिंग या मलिनकिरण के रूप में प्रकट होता है और अंततः ट्यूब की दीवार को कमजोर कर देता है, जिससे इसमें दरार पड़ने का खतरा होता है। 750 डिग्री तक ऑपरेटिंग तापमान की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए, उच्च - निकल मिश्र धातु जैसे इंकोलॉय 800 या GH3030 उद्योग मानक हैं। ये सामग्रियां एक सुरक्षात्मक क्रोमियम ऑक्साइड परत बनाती हैं जो आगे ऑक्सीकरण का प्रतिरोध करती है, उच्च गर्मी के तहत भी संरचनात्मक अखंडता बनाए रखती है।
हीटर के अंदर, मैग्नीशियम ऑक्साइड (एमजीओ) इन्सुलेशन असाधारण उच्च शुद्धता और घनत्व का होना चाहिए। ऊंचे तापमान पर, एमजीओ में अशुद्धियाँ प्रवाहकीय हो सकती हैं, जिससे इन्सुलेशन प्रतिरोध में गिरावट आ सकती है। उच्च गुणवत्ता वाली निर्माण प्रक्रियाओं में 3.3 ग्राम/सेमी³ या उससे अधिक के घनत्व पर संकुचित वैक्यूम सूखे, उच्च शुद्धता वाले एमजीओ का उपयोग किया जाता है। यह सुनिश्चित करता है कि आंतरिक तापमान 800 डिग्री तक पहुंचने पर भी हीटिंग तार और शीथ के बीच विद्युत प्रतिरोध स्थिर रहता है।
प्रतिरोध तार को भी बदलना होगा। तार कोर के लिए मानक निकल क्रोमियम (NiCr) मिश्र धातुओं की अधिकतम निरंतर तापमान सीमा लगभग 950 डिग्री है, लेकिन एक मेंकारतूस हीटर, तार का तापमान सदैव म्यान के तापमान से अधिक होता है। 500 डिग्री से ऊपर के शीथ तापमान पर विश्वसनीय दीर्घकालिक संचालन के लिए, उच्च तापमान वाले मिश्र धातु जैसे NiCr 80/20 या मालिकाना लोहा {{6}क्रोमियम {{7}एल्यूमीनियम (FeCrAl) मिश्र धातु का अक्सर उपयोग किया जाता है। ये सामग्रियां अपनी यांत्रिक शक्ति बनाए रखती हैं और शिथिलता का विरोध करती हैं, जो 3.5 मिमी व्यास ट्यूब में महत्वपूर्ण है जहां म्यान के संपर्क से बचने के लिए तार को सटीक रूप से स्थित किया जाना चाहिए।
एक बारीक बात जिसे अक्सर कम करके आंका जाता है वह है लीड वायर निकास पर उच्च तापमान का प्रभाव। भले ही हीटर बॉडी 600 डिग्री का तापमान झेल सकती है, लेकिन वह बिंदु जहां से लीड बाहर निकलती है, ऐसे तापमान के संपर्क में नहीं आ सकता है। उच्च तापमान वाले डिज़ाइनों में, ठंडे क्षेत्र को आम तौर पर बढ़ाया जाता है, और लीड सिरेमिक फाइबर इन्सुलेशन के साथ निकल या स्टेनलेस स्टील ब्रेडेड केबल से बने होते हैं। कुछ डिज़ाइनों में एक संक्रमण खंड शामिल होता है जहां एक कठोर धातु ट्यूब ठंडे क्षेत्र का विस्तार करती है, जिससे लचीले लीड गर्म क्षेत्र से दूर समाप्त हो जाते हैं।
ऐसे अनुप्रयोग जो इन उच्च तापमान क्षमताओं की मांग करते हैं वे विविध हैं। इनमें पैकेजिंग मशीनरी शामिल है जो मोटी सामग्री को सील करती है, इंजीनियरिंग प्लास्टिक के लिए हॉट रनर सिस्टम जिन्हें 400 डिग्री से ऊपर पिघलने वाले तापमान की आवश्यकता होती है, और मिश्रित सामग्री को ठीक करने के लिए उपयोग किए जाने वाले औद्योगिक ओवन शामिल हैं। प्रत्येक मामले में, एक मानककारतूस हीटरघंटों या दिनों के भीतर विफल हो जाएगा, जबकि एक उचित रूप से निर्मित उच्च तापमान इकाई हजारों घंटों तक काम कर सकती है।
अनुभव के आधार पर, उच्च तापमान अनुप्रयोगों में सबसे आम गलती यह मानना है कि एक हीटर जो शारीरिक रूप से फिट बैठता है वह पर्याप्त होगा। ऊंचे तापमान पर थर्मल गतिशीलता के लिए समग्र दृष्टिकोण की आवश्यकता होती है। हीटर और छेद के बीच फिट होना और भी महत्वपूर्ण हो जाता है क्योंकि किसी भी वायु अंतराल के कारण हीटर की सतह वांछित प्रक्रिया तापमान से अधिक गर्म हो जाएगी। इसी तरह, नियंत्रण प्रणाली को उच्च तापमान पर कम थर्मल द्रव्यमान को संभालने में सक्षम होना चाहिए, जिसके लिए अक्सर तेज़ नमूना दर और अधिक परिष्कृत पीआईडी एल्गोरिदम की आवश्यकता होती है।
अंततः, किसी भी ऐसे अनुप्रयोग के लिए जहां म्यान का तापमान 450 डिग्री से अधिक होने की उम्मीद है, विशेष सामग्रियों के बारे में इंजीनियरिंग टीमों से परामर्श करना समझदारी है। उच्च{{2}तापमान{{3}रेटेड में निवेश करनासूक्ष्म लघु-व्यास कार्ट्रिज हीटरशुरुआत से ही बार-बार प्रतिस्थापन, उत्पादन डाउनटाइम और संभावित सुरक्षा खतरों की छिपी हुई लागत से बचा जाता है।
