ท่อทำความร้อนแบบหัวเดียว (หรือที่เรียกว่าท่อทำความร้อนไฟฟ้าแบบหัวเดียวหรือแท่งทำความร้อน) เป็นส่วนประกอบสำคัญในระบบทำความร้อนทางอุตสาหกรรม ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านต่าง ๆ เช่น การทำความร้อนด้วยแม่พิมพ์ เครื่องจักรพลาสติก อุปกรณ์เคมี ฯลฯ การออกแบบและผลิตท่อทำความร้อนแบบหัวเดียวคุณภาพสูงจำเป็นต้องพิจารณาอย่างครอบคลุมในหลาย ๆ ด้าน เช่น การเลือกวัสดุ การออกแบบโครงสร้าง การควบคุมกระบวนการ และการตรวจสอบประสิทธิภาพ ต่อไปนี้คือขั้นตอนการออกแบบและการผลิตโดยละเอียด:
1、 ขั้นตอนการออกแบบ
1. กำหนดพารามิเตอร์พื้นฐาน
ความต้องการพลังงาน: คำนวณพลังงานที่ต้องการตามความต้องการด้านอุณหภูมิของวัตถุที่ให้ความร้อน ตัวอย่างเช่น เมื่ออุณหภูมิในการทำงานของแม่พิมพ์อยู่ที่ 300 ℃ โหลดพื้นผิวที่แนะนำคือ 3W/cm ²
ข้อกำหนดขนาด: รวมถึงเส้นผ่านศูนย์กลาง (ปกติ 3-25 มม.) ความยาว (20-2000 มม.) และแรงดันไฟฟ้า (36V-380V)
วิธีการติดตั้ง: กำหนดวิธีการยึด เช่น หน้าแปลน เกลียว หรือการแทรกโดยตรง และตรวจสอบให้แน่ใจว่าช่องว่างกับรูแม่พิมพ์ได้รับการควบคุมภายใน 0.05 มม. เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการกระจายความร้อน
2. การออกแบบโครงสร้าง
เค้าโครงลวดทำความร้อน: ลวดโลหะผสมนิกเกิลโครเมียมพันรอบแกนแกนแมกนีเซียมออกไซด์ และให้ความร้อนสม่ำเสมอหรือการควบคุมอุณหภูมิแบบหลายขั้นตอนโดยการปรับความหนาแน่นของขดลวด
โครงสร้างภายใน: เทอร์โมคัปเปิ้ลในตัว (ชนิด J/K) ที่เป็นอุปกรณ์เสริมเพื่อการควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยำ หรือออกแบบมาเพื่อขยายส่วนที่ไม่ทำความร้อนเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดสถานการณ์พิเศษ
การรักษาฉนวน: เติมผงแมกนีเซียมออกไซด์ที่มีความบริสุทธิ์สูงแล้วบีบอัดเพื่อให้แน่ใจว่าความต้านทานของฉนวนระหว่างลวดทำความร้อนและเปลือกโลหะอยู่ที่ ≥ 50M Ω
2、 การเลือกและการเตรียมวัสดุ
1. วัสดุหลัก
เปลือกโลหะ: เลือกวัสดุตามอุณหภูมิ (เช่น สแตนเลส 304 ทนต่ออุณหภูมิ 400 ℃, 310S ทนต่ออุณหภูมิ 700 ℃)
องค์ประกอบความร้อน: ลวดโลหะผสมนิกเกิลโครเมียม (ทนต่ออุณหภูมิสูง ต้านทานคงที่) หรือลวดอลูมิเนียมโครเมียมเหล็ก (ต้นทุนที่ต่ำกว่า)
สื่อฉนวน: ผงแมกนีเซียมออกไซด์ (มีความบริสุทธิ์สูง นำความร้อนได้ดี)
2. วัสดุเสริม
อิเล็กโทรดนำออก: ตะกั่วไฟเบอร์กลาสอุณหภูมิสูง (มาตรฐาน 300 มม.) หรือตะกั่วนิกเกิลบริสุทธิ์ (สถานการณ์พลังงานสูง)
ส่วนประกอบส่วนหัว: วัสดุซีลทนความร้อน (เช่น อีพอกซีเรซิน)
3、 ผังกระบวนการผลิต
1. การประมวลผลท่อหลัก
การตัดและการขึ้นรูป: ตัดท่อสแตนเลสตามความยาวที่ออกแบบ และรับประกันความหนาของผนังสม่ำเสมอผ่านการขึ้นรูปเย็น
การรักษาการเชื่อม: ใช้การเชื่อมอาร์กอนอาร์กสำหรับการปิดผนึก และรอยเชื่อมจะต้องไม่มีรอยแตกและเป็นไปตามมาตรฐานความหนาแน่นของอากาศ
2. การประกอบภายใน
การม้วนและการเติมลวด: ลวดโลหะผสมพันรอบแกนแกนแมกนีเซียมออกไซด์ แล้วสอดเข้าไปในท่อหลัก เต็มไปด้วยผงแมกนีเซียมออกไซด์ และบีบอัดด้วยเครื่องเพื่อระบายอากาศ
การเชื่อมต่อตะกั่ว: เชื่อมอิเล็กโทรดและติดตั้งปลอกวัดอุณหภูมิ (หากจำเป็น)
3. การรักษาพื้นผิว
การทำความสะอาด: ขจัดตะกรันโลหะและออกไซด์ที่หลงเหลือจากการเชื่อม
การเคลือบผิว: ชุบโครเมียม ชุบสังกะสีด้วยไฟฟ้า หรือพ่นเพื่อเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อน
4、 การทดสอบประสิทธิภาพและการเพิ่มประสิทธิภาพ
1. รายการทดสอบที่สำคัญ
ประสิทธิภาพทางไฟฟ้า: การทดสอบความต้านทานของฉนวนเย็น (≥ 50M Ω), การตรวจจับกระแสไฟรั่ว
ประสิทธิภาพการระบายความร้อน: การทดสอบเวลาในการทำความร้อน (≤ 15 นาทีถึงอุณหภูมิที่กำหนด), การตรวจสอบความเบี่ยงเบนของกำลัง (± 5% -10%)
ความแข็งแรงทางกล: การทดสอบแรงดัน (การยึดแรงดันใช้งาน 1.5 เท่า)
2. การเพิ่มประสิทธิภาพปัญหาทั่วไป
การปรับปรุงชีวิต: ปรับปรุงการกระจายความร้อนโดยการลดช่องว่างระหว่างรูติดตั้ง (เช่น 0.05 มม.) เพื่อหลีกเลี่ยงการเผาไหม้ที่แห้ง
ความสม่ำเสมอของอุณหภูมิ: ใช้การออกแบบขดลวดชนิดทำความร้อนสม่ำเสมอหรือโครงสร้างประเภทการควบคุมพลังงาน
5、 คำแนะนำการใช้งานและการบำรุงรักษา
1. สถานการณ์การใช้งานโดยทั่วไป
การทำความร้อนแม่พิมพ์: ฝังอยู่ในแผ่นโลหะเพื่อรักษาอุณหภูมิของวัสดุที่หลอมละลาย
การทำความร้อนด้วยของเหลว: ใช้ในภาชนะทำปฏิกิริยาเคมีหรือสายการผลิตยา
2. ข้อควรระวังในการใช้งาน
การรักษาป้องกันความชื้น: หลีกเลี่ยงการเก็บรักษาในระยะยาวในสภาพแวดล้อมที่ชื้น
การตรวจสอบเป็นประจำ: ตรวจสอบอายุของตะกั่วและการเสื่อมสภาพของประสิทธิภาพของฉนวน
ด้วยการออกแบบทางวิทยาศาสตร์ การควบคุมกระบวนการที่เข้มงวด และการตรวจสอบประสิทธิภาพที่ครอบคลุม ทำให้สามารถผลิตท่อทำความร้อนแบบหัวเดียวที่มีประสิทธิภาพและทนทานได้ ในการใช้งานจริง จำเป็นต้องปรับแต่งพารามิเตอร์ตามความต้องการเฉพาะ ตัวอย่างเช่น สถานการณ์พลังงานสูง (>20 วัตต์/ซม. ²) ต้องใช้เทคโนโลยีนำเข้า ในขณะที่ระบบควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยำจะแนะนำรุ่นที่มีเทอร์โมคัปเปิ้ลในตัว