Het afstemmen van mantelmaterialen op de bedrijfsomstandigheden voor vierkante patroonverwarmers van 6x6 mm

Een kunststofverwerker stapt over op een nieuwe stof die bij het smelten corrosieve dampen afgeeft. Binnen enkele weken beginnen de verwarmingstoestellen in het hele gebouw kapot te gaan. De kachels zien er aan de buitenkant geweldig uit, maar problemen binnenin, veroorzaakt door corrosie van de omhulling, zijn meerdere malen gestopt met de productie. De oude verwarmingsspecificatie leek goed genoeg, maar er werd geen rekening mee gehouden hoe het nieuwe materiaal de zaken nog erger zou maken. Deze situatie laat een belangrijke keuze zien die mensen vaak vergeten totdat er zich moeilijkheden voordoen: hoe goed het omhulselmateriaal werkt onder de operationele omstandigheden.

De buitenmantel van de vierkante patroonverwarmer van 6x6 mm heeft verschillende toepassingen. Het houdt de interne onderdelen vast, houdt de weerstandsdraad en isolatie veilig tegen vuil en andere dingen in de omgeving, en verplaatst warmte naar het werkstuk. De mantel moet gemaakt zijn van een materiaal dat bestand is tegen werktemperaturen en bestand is tegen corrosieve stoffen uit de omgeving. Hoe vakkundig de rest van de kachel ook is gemaakt, door het verkeerde materiaal te kiezen, zal deze te snel kapot gaan.


Het meest voorkomende mantelmateriaal voor vierkante patroonverwarmers van 6 x 6 mm is roestvrij staal 304. Het kan continu werken bij temperaturen tot ongeveer 450 graden Celsius en is over het algemeen bestand tegen corrosie in algemene -toepassingen. 304 roestvrij staal is uitstekend geschikt voor veel verwarmingswerkzaamheden aan matrijzen, vooral die waarbij met gewone kunststoffen zoals polypropyleen en polyethyleen wordt gewerkt. Het heeft een goede mix van kosten, beschikbaarheid en prestaties, waardoor het voor veel dingen bruikbaar is.

Door molybdeen toe te voegen aan roestvrij staal 316 wordt het veel beter bestand tegen corrosie. Dit materiaal is bestand tegen chloriden en veel industriële chemicaliën die schade kunnen toebrengen aan 304. 316 roestvrij staal gaat langer mee dan andere soorten staal bij het werken met PVC, dat zoutzuur afgeeft als het smelt. 316's betere weerstand tegen corrosie is ook goed voor maritieme omstandigheden en toepassingen die worden blootgesteld aan lucht met zout erin. In deze moeilijke omstandigheden compenseren de extra kosten zichzelf meestal doordat de levensduur langer wordt.

Wanneer de temperaturen te hoog worden om roestvrij staal te kunnen hanteren of wanneer de corrosie te erg wordt, komen Incoloy-mantels in beeld. Deze nikkel-chroom-ijzerlegering blijft sterk en roest niet tot ongeveer 700 graden Celsius. Dit maakt hem geschikt voor toepassingen bij hoge-temperaturen, zoals hotrunnerspruitstukken die gebruik maken van geavanceerde kunststoffen. Incoloy is ook beter dan roestvrij staal in het weerstaan ​​van spanningscorrosiescheuren onder bepaalde chemische omstandigheden. Het materiaal is duurder dan roestvrij staal, maar kan worden gebruikt op manieren die roestvrij staal niet kan.

Nikkelmantels zijn een andere optie voor bepaalde toepassingen. Bij het reduceren van atmosferen en bepaalde chemische omstandigheden is puur nikkel zeer goed bestand tegen corrosie. Het heeft ook een betere thermische geleidbaarheid dan roestvrij staal, waardoor de warmte in sommige opstellingen beter kan worden verplaatst. Nikkelmantels kunnen in een zachtere toestand worden uitgegloeid, waardoor ze in gebogen groeven kunnen buigen. Roestvrij staal kon dit niet doen. Gegloeide nikkelmantels geven vierkante verwarmingselementen van 6x6 mm de vorm die ze nodig hebben om langs niet-lineaire routes te gaan.

Om de werkomgeving te begrijpen, moet je naar meer kijken dan alleen de hoogste temperatuur. Corrosie kan optreden wanneer metaal wordt blootgesteld aan vocht en vocht. Dit kan leiden tot putjes en uiteindelijk tot penetratie van de mantel. Wanneer water-gekoelde mallen niet in gebruik zijn, kunnen ze condensatie veroorzaken, waardoor roestvrij staal na verloop van tijd beschadigd kan raken. Voedselverwerkingsapparatuur en andere dingen die moeten worden weggespoeld, hebben vaak omhulselmaterialen nodig die zowel chemicaliën als vocht aankunnen.

Welke schede je kiest, hangt ook af van wat je verwarmt of verwerkt. Sommige kunststoffen geven bij verhitting corrosieve bijproducten af. Fluorpolymeren zoals PTFE kunnen fluorverbindingen afgeven die veel metalen beschadigen. Polyvinylchloride geeft zoutzuur af. Sommige rubberverbindingen bevatten zwavel dat bij gewoon roestvrij staal wegvreet. Voor deze toepassingen moet het mantelmateriaal worden gekozen op basis van de corrosieve stoffen die aanwezig zijn bij de werktemperatuur.

Afdichting van de loodinvoer en de materiaalkeuze van de mantel werken samen. De plaats waar de interne weerstandsdraad wordt aangesloten op de buitenste kabels moet worden beschermd tegen vocht en vuil. Epoxyafdichtingen presteren effectief bij lagere temperaturen, maar gaan kapot en falen wanneer de temperatuur boven de 150 graden Celsius stijgt. Keramische afdichtingen zijn bestand tegen hogere temperaturen, maar kunnen breken als ze worden geschokt of getrild. Bij sommige toepassingen met hoge- temperaturen worden afgedichte kabels gebruikt. In deze gevallen zorgt het omhulselmateriaal zelf voor de afdichting via speciale productiemethoden.

De dikte van de omhulling heeft ook invloed op hoe goed deze werkt en hoe lang deze meegaat. Dikkere omhulsels maken de draad sterker en geven hem meer materiaal om corrosie te weerstaan, maar ze maken het ook moeilijker voor warmte om zich tussen de draad en het werkstuk te verplaatsen. Dunnere omhulsels laten de warmte er beter doorheen stromen, maar bieden ook geen bescherming tegen schade door mechanische krachten of corrosie. Het beschikbare oppervlak voor vierkante verwarmingselementen van 6x6 mm beperkt de dikte van de mantel, dus de keuze moet zijn tussen bescherming en prestatie.

De manier waarop je dingen installeert, heeft ook invloed op hoe lang de schede meegaat. Inkepingen, krassen of deuken die tijdens de installatie ontstaan, vormen zwakke plekken waar corrosie zich kan ophopen of waar mechanische spanning scheuren kan veroorzaken. Door bij het installeren de juiste apparatuur en methoden te gebruiken, blijft de mantel intact. Bij verwarmingstoestellen die moeten worden verwijderd en weer teruggeplaatst, zorgt een voorzichtige behandeling ervoor dat er zich geen schade ophoopt die misschien niet voor de hand ligt, maar die de levensduur van de verwarming wel zal verkorten.