Rura grzejna z pojedynczą głowicą (znana również jako elektryczna rura grzejna z pojedynczą głowicą lub pręt grzejny) jest kluczowym elementem przemysłowych systemów grzewczych, szeroko stosowanych w takich dziedzinach, jak ogrzewanie form, maszyny do tworzyw sztucznych, sprzęt chemiczny itp. Projektowanie i produkcja wysokiej jakości rury grzejnej z pojedynczą głowicą wymaga wszechstronnego rozważenia wielu aspektów, takich jak dobór materiału, projekt konstrukcyjny, kontrola procesu i weryfikacja wydajności. Poniżej znajduje się szczegółowy proces projektowania i produkcji:
1. Faza projektowania
1. Określ podstawowe parametry
Zapotrzebowanie na moc: Oblicz wymaganą moc na podstawie wymagań temperaturowych obiektu grzewczego. Przykładowo, gdy temperatura pracy formy wynosi 300℃, zalecane obciążenie powierzchniowe wynosi 3W/cm².
Specyfikacje rozmiarów: w tym średnica (zwykle 3-25 mm), długość (20-2000 mm) i napięcie robocze (36 V-380 V).
Metoda instalacji: Określ metodę mocowania, taką jak kołnierz, gwint lub bezpośrednie wkładanie, i upewnij się, że szczelina z otworem formy jest kontrolowana w zakresie 0,05 mm, aby zoptymalizować rozpraszanie ciepła.
2. Projekt konstrukcyjny
Układ drutu grzejnego: Drut ze stopu niklu i chromu jest nawinięty wokół rdzenia z tlenku magnezu, a równomierne ogrzewanie lub wielostopniowa kontrola temperatury osiągana jest poprzez regulację gęstości uzwojenia.
Struktura wewnętrzna: Opcjonalna wbudowana termopara (typu J/K) do precyzyjnej kontroli temperatury lub zaprojektowana w celu rozszerzenia sekcji nienagrzewającej w celu spełnienia wymagań specjalnych scenariuszy.
Obróbka izolacji: Wypełnij sproszkowanym tlenkiem magnezu o wysokiej czystości i ściśnij go, aby rezystancja izolacji pomiędzy przewodem grzejnym a metalową osłoną wynosiła ≥ 50M Ω.
2. Wybór i przygotowanie materiału
1. Materiały rdzeniowe
Metalowa skorupa: Wybierz materiał w zależności od temperatury (np. stal nierdzewna 304 o odporności temperaturowej 400 ℃, 310S o odporności temperaturowej 700 ℃).
Element grzejny: drut ze stopu niklowo-chromowego (odporność na wysoką temperaturę, stabilna rezystancja) lub drut żelazno-chromowo-aluminiowy (niższy koszt).
Medium izolacyjne: proszek tlenku magnezu (wysoka czystość, dobra przewodność cieplna).
2. Materiały pomocnicze
Elektroda wyjściowa: przewód z włókna szklanego o wysokiej temperaturze (standard 300 mm) lub przewód z czystego niklu (scenariusz o dużej mocy).
Element głowicy: żaroodporny materiał uszczelniający (taki jak żywica epoksydowa).
3. Przebieg procesu produkcyjnego
1. Obróbka rury głównej
Cięcie i formowanie: Przytnij rurę ze stali nierdzewnej do projektowanej długości i zapewnij jednakową grubość ścianki poprzez formowanie na zimno.
Obróbka spawalnicza: do uszczelniania stosuje się spawanie łukiem argonowym, a szew spawalniczy musi być wolny od pęknięć i spełniać normę szczelności.
2. Montaż wewnętrzny
Nawijanie i wypełnianie drutu: Drut ze stopu jest nawinięty wokół rdzenia z tlenku magnezu, włożony do głównej rury, wypełniony proszkiem tlenku magnezu i sprężony przez maszynę w celu wypuszczenia powietrza.
Podłączenie przewodu: Przyspawać elektrodę i założyć tulejkę do pomiaru temperatury (jeśli to konieczne).
3. Obróbka powierzchniowa
Czyszczenie: Usunąć resztki żużla metalicznego i tlenków ze spawania.
Powłoka: chromowana, cynkowana galwanicznie lub natryskiwana w celu zwiększenia odporności na korozję.
4. Testowanie i optymalizacja wydajności
1. Kluczowe elementy testowe
Parametry elektryczne: Test rezystancji zimnej izolacji (≥ 50M Ω), wykrywanie prądu upływowego.
Wydajność cieplna: test czasu nagrzewania (≤ 15 minut do temperatury znamionowej), weryfikacja odchylenia mocy (± 5% -10%).
Wytrzymałość mechaniczna: próba ciśnieniowa (1,5-krotne utrzymanie ciśnienia roboczego).
2. Optymalizacja wspólnego problemu
Poprawa trwałości: Popraw odprowadzanie ciepła, zmniejszając odstęp między otworami montażowymi (np. 0,05 mm), aby uniknąć suchego spalania.
Jednolitość temperatury: przyjęcie jednolitej konstrukcji uzwojenia drutu typu grzewczego lub struktury typu regulacji mocy.
5. Sugestie dotyczące zastosowań i konserwacji
1. Typowe scenariusze zastosowań
Ogrzewanie formy: osadzone w metalowej płycie w celu utrzymania temperatury stopionego materiału.
Ogrzewanie cieczy: stosowane w reaktorach chemicznych lub liniach produkcji farmaceutycznej.
2. Środki ostrożności podczas stosowania
Obróbka odporna na wilgoć: Unikać długotrwałego przechowywania w wilgotnym środowisku.
Regularna kontrola: Monitoruj starzenie się ołowiu i pogorszenie wydajności izolacji.
Dzięki projektom naukowym, ścisłej kontroli procesu i kompleksowej weryfikacji wydajności można produkować wydajne i trwałe rury grzewcze z pojedynczą głowicą. W zastosowaniach praktycznych parametry należy dostosować do konkretnych potrzeb. Na przykład scenariusze o dużej mocy (>20 W/cm²) wymagają technologii importowanej, podczas gdy systemy precyzyjnej kontroli temperatury zalecają modele z wbudowanymi termoparami.