การสึกกร่อนทางเคมีของวัสดุทนไฟและฉนวนความร้อน

การสึกกร่อนทางเคมีของวัสดุทนไฟและฉนวนความร้อน

สิ่งเจือปนจำนวนเล็กน้อยในวัสดุทนไฟและวัสดุฉนวนความร้อน เช่น FeO, P2O3, B2O3, Na2O, K2O, V205 ฯลฯ จะทำปฏิกิริยากับ Al2O3 และ Cr2O3 ในฟิล์มออกไซด์บนพื้นผิวขององค์ประกอบความร้อนที่อุณหภูมิสูง เพื่อผลิตสารประกอบที่มีจุดหลอมเหลวต่ำและทำลายการป้องกันของฟังก์ชันฟิล์มออกไซด์และกัดกร่อนองค์ประกอบความร้อนด้วยไฟฟ้า สิ่งเจือปนเพียงเล็กน้อยจะเหมือนกับ Al2O3 และ Cr2O3 และสารประกอบหลักที่มีจุดหลอมเหลวต่ำจะแสดงในตาราง 4-13 จากตารางสามารถเห็นได้ว่าออกไซด์ของสิ่งเจือปนที่อันตรายที่สุดสำหรับองค์ประกอบความร้อนคือ V205, P2O5 และ B2O3 ออกไซด์ของสิ่งเจือปนเหล่านี้จะกัดกร่อนองค์ประกอบความร้อนเมื่ออุณหภูมิต่ำ ดังนั้นจึงต้องควบคุมเนื้อหาของวัสดุทนไฟอย่างเข้มงวดเมื่อเลือกวัสดุทนไฟเพื่อหลีกเลี่ยงการกัดกร่อน

เพื่อหลีกเลี่ยงการกัดกร่อน ห้ามมิให้วัสดุและผลิตภัณฑ์ฉนวนต่อไปนี้สัมผัสกับองค์ประกอบความร้อนไฟฟ้าที่อุณหภูมิสูงโดยเด็ดขาด: ใยหิน, ตะกรันขน, ดินเบา, เวอร์มิคูไลท์, เพอร์ไลต์, หินภูเขาไฟ, แก้วน้ำ, โฟมคอนกรีต, ใยแก้ว ฯลฯ

ที่อุณหภูมิสูง หลังจากที่องค์ประกอบความร้อนไฟฟ้าสัมผัสกับก๊าซคาร์บูไรซิ่ง ฟิล์มออกไซด์ป้องกันจะถูกทำลาย จากนั้นก๊าซคาร์บูไรซิ่งจะแทรกซึมเข้าไปในโลหะผสมเพื่อทำให้เกิดปฏิกิริยาคาร์บูไรซิ่ง คาร์ไบด์ที่เกิดขึ้นจะทำให้ค่าความต้านทานของโลหะผสมเพิ่มขึ้น ความเป็นพลาสติกลดลง ผิวลอกออก และในที่สุดองค์ประกอบความร้อนจะล้มเหลวอย่างรวดเร็ว

ส่วนประกอบหลักของฟิล์มออกไซด์ป้องกันของโลหะผสมที่ให้ความร้อนด้วยไฟฟ้า ได้แก่: Cr2O3, NiO, Fe2O3 สำหรับโลหะผสมนิกเกิล-โครเมียมและนิกเกิล-โครเมียม-เหล็ก และ Al2O3, Cr2O3 สำหรับโลหะผสมเหล็ก-โครเมียม-อะลูมิเนียม ออกไซด์เหล่านี้มีอุณหภูมิคงที่ในก๊าซคาร์บูไรซิ่งรีดักชั่นแรง กำหนดความแข็งแรงของความต้านทานคาร์บูไรเซชันของโลหะผสม

เมื่อเกิดการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ระหว่างพื้นผิวขององค์ประกอบความร้อนและวัสดุทนไฟที่รองรับ ฟิล์มออกไซด์ป้องกันบนพื้นผิวขององค์ประกอบจะสึกหรอ สาเหตุของการเคลื่อนที่สัมพัทธ์คือโลหะผสมที่ให้ความร้อนด้วยไฟฟ้าจะขยายตัวเมื่อได้รับความร้อนและหดตัวเมื่อเย็นลง แม้ว่าปรากฏการณ์นี้จะไม่เกี่ยวข้องกับวัสดุทนไฟมากนัก แต่หากการออกแบบสมเหตุสมผลและได้รับการแก้ไขอย่างเหมาะสม ผลกระทบนี้จะลดลง

การพังทลายของฟิวชั่นไฟฟ้าเป็นการคายประจุไฟฟ้าลัดวงจรระหว่างรอบขององค์ประกอบความร้อนไฟฟ้า ซึ่งทำให้พื้นผิวขององค์ประกอบเสียหาย ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นในตัวกลางที่มีอุณหภูมิสูงและเข้มข้น ขณะนี้ Fe2O3 ออกไซด์ที่ไม่เสถียรที่มีอยู่ในวัสดุทนไฟที่สัมผัสกับองค์ประกอบความร้อนไฟฟ้าจะลดลง: Fe2O3 บวก 3CO==2เหล็กโลหะ Fe บวก 3C02 จะสะสมอยู่บนพื้นผิวสัมผัส ทำให้เกิดการลัดวงจรระหว่างไฟฟ้า องค์ประกอบความร้อนจะหมุนทำให้เกิดการหลอมละลายเฉพาะที่บนพื้นผิวขององค์ประกอบ ความต้านทานภายในขององค์ประกอบความร้อนเพิ่มขึ้นซึ่งเร่งกระบวนการล้มเหลว

www.superbheater.com