تصنيف
السبائك الكهروحرارية: وفقاً لمحتواها من العناصر الكيميائية وبنيتها، يمكن تقسيمها إلى فئتين:
الأول هو سلسلة سبائك الحديد والكروم والألومنيوم،
النوع الآخر هو سلسلة سبائك النيكل والكروم، والتي لها مزاياها الخاصة كمواد للتدفئة الكهربائية، وتستخدم على نطاق واسع.
الغرض الرئيسي
الآلات المعدنية، العلاج الطبي، الصناعة الكيميائية، السيراميك، الإلكترونيات، الأجهزة الكهربائية، الزجاج وغيرها من معدات التدفئة الصناعية وأجهزة التدفئة المدنية.
المزايا والعيوب
١. المزايا والعيوب الرئيسية لسلسلة سبائك الحديد والكروم والألومنيوم: المزايا: تتميز سبائك الحديد والكروم والألومنيوم للتسخين الكهربائي بدرجة حرارة تشغيل عالية، تصل إلى ١٤٠٠ درجة مئوية (٠Cr21A16Nb، ٠Cr27A17Mo2، إلخ)، وعمر خدمة طويل، وحمل سطحي عالي، ومقاومة أكسدة ممتازة، ومقاومة عالية، وتكلفة منخفضة، وغيرها. العيوب: قوة تحمل منخفضة بشكل رئيسي عند درجات الحرارة العالية. مع ارتفاع درجة الحرارة، تزداد لدونتها، مما يجعل مكوناتها عرضة للتشوه بسهولة، ويصعب ثنيها وإصلاحها.
2. المزايا والعيوب الرئيسية لسلسلة سبائك التدفئة الكهربائية النيكل والكروم: المزايا: قوة درجات الحرارة العالية أعلى من قوة الحديد والكروم والألومنيوم، وليس من السهل تشويهها تحت الاستخدام في درجات الحرارة العالية، وبنيتها ليست سهلة التغيير، ومرونة جيدة، وسهلة الإصلاح، وانبعاثية عالية، وغير مغناطيسية، ومقاومة للتآكل قوية وعمر خدمة طويل، إلخ. العيوب: نظرًا لأنها مصنوعة من مادة معدنية نادرة من النيكل، فإن سعر هذه السلسلة من المنتجات يصل إلى عدة مرات أعلى من سعر Fe-Cr-Al، ودرجة حرارة الاستخدام أقل من درجة حرارة Fe-Cr-Al.
الخير والشر
أولاً، يجب التأكد من وصول سلك التسخين إلى حالة السخونة الحمراء، وهو أمرٌ مرتبطٌ بتركيبه. لنُزل مُجفف الشعر أولاً ونقطع جزءًا من سلك التسخين. مع مُحوّل 8 فولت و1 أمبير، يجب ألا تقل مقاومة سلك التسخين أو سلك تسخين البطانية الكهربائية عن 8 أوم، وإلا سيحترق المُحوّل بسهولة. مع مُحوّل 12 فولت و0.5 أمبير، يجب ألا تقل مقاومة سلك التسخين عن 24 أوم، وإلا سيحترق المُحوّل بسهولة. إذا وصل سلك التسخين إلى حالة السخونة الحمراء، فكلما زادت درجة السخونة، كان ذلك أفضل. يُنصح باستخدام مُحوّل 8 فولت و1 أمبير، وقوته أكبر من مُحوّل 12 فولت و0.5 أمبير. بهذه الطريقة، يُمكننا اختبار مزايا وعيوب سلك التسخين بشكل أفضل.
١. تُشير أقصى درجة حرارة تشغيل للمكون إلى درجة حرارة سطحه في الهواء الجاف، وليست درجة حرارة الفرن أو الجسم المُسخّن. عادةً، تكون درجة حرارة السطح أعلى بحوالي ١٠٠ درجة من درجة حرارة الفرن. لذلك، وبالنظر إلى الأسباب المذكورة أعلاه، يُنصح عند تصميم المكونات بالانتباه إلى درجة حرارة تشغيلها. فعندما تتجاوز درجة حرارة التشغيل حدًا معينًا، تتسارع أكسدة المكونات نفسها وتقل مقاومتها للحرارة. خاصةً أن مكونات سبائك الحديد والكروم والألومنيوم المُسخّنة كهربائيًا سهلة التشوه والانهيار وحتى الكسر، مما يُقلل من عمر الخدمة.
٢. ترتبط درجة حرارة التشغيل القصوى للمكون ارتباطًا وثيقًا بقطر سلكه. عمومًا، يجب ألا يقل قطر السلك عن ٣ مم، وألا يقل سمك الشريط المسطح عن ٢ مم.
3. هناك علاقة كبيرة بين الغلاف الجوي التآكلي في الفرن ودرجة الحرارة القصوى لتشغيل المكونات، ووجود الغلاف الجوي التآكلي يؤثر غالبًا على درجة حرارة التشغيل وعمر الخدمة للمكونات.
٤. نظرًا لضعف متانة الحديد والكروم والألومنيوم في درجات الحرارة العالية، تتشوه المكونات بسهولة عند درجات الحرارة العالية. في حال عدم اختيار قطر السلك المناسب أو التركيب غير الصحيح، ستنهار المكونات وتحدث ماس كهربائي بسبب التشوه الناتج عن درجات الحرارة العالية. لذلك، يجب مراعاة عامله عند تصميم المكونات.
٥. نظرًا لاختلاف التركيب الكيميائي لسبائك التسخين الكهربائي من الحديد والكروم والألومنيوم والنيكل والكروم وغيرها، فإن درجة حرارة الاستخدام ومقاومة الأكسدة تتحددان باختلاف المقاومة، والتي تُحدد في مادة سبيكة التسخين الكهربائي من الحديد والكروم (عنصر الألومنيوم)، بينما تُحدد مقاومة عنصر النيكل (عنصر الكروم). في درجات الحرارة العالية، يُحدد غشاء الأكسيد المتشكل على سطح عنصر السبيكة عمر الخدمة. وبسبب الاستخدام لفترات طويلة، يتغير الهيكل الداخلي للعنصر باستمرار، كما أن غشاء الأكسيد المتشكل على السطح يتآكل ويتلف. كما أن العناصر داخل مكوناته تُستهلك باستمرار، مثل النيكل والألومنيوم، مما يُقصر عمر الخدمة. لذلك، عند اختيار قطر سلك الفرن الكهربائي، يُنصح باختيار سلك قياسي أو سلك مسطح أكثر سمكًا.