Għażla tal-Materjal għal -Hiters tal-Iskartoċċ ta' 80 grad-X'Taħdem Fil-Att
Meta heater tal-iskartoċċ jonqos f'-80 grad, il-kawża rari tkun ovvja minn barra. L-għant jista 'jidher intatt. Il-wajers jistgħu jidhru sodi. Madankollu internament, il-proprjetajiet materjali li għamlu l-heater funzjonali f'temperatura tal-kamra nbidlu kompletament.
Il-problema fundamentali hija l-kontrazzjoni termali. Mit-temperatura tal-kamra għal temperaturi krijoġeniċi, l-istainless steel jikkuntrattaw b'madwar 0.3%, filwaqt li l-ligi Inconel jikkuntrattaw b'madwar 0.2%. Din id-differenza fir-rati ta 'kontrazzjoni bejn l-għant, l-insulazzjoni u l-wajer tar-reżistenza toħloq pressjonijiet interni li kostruzzjonijiet standard ma jistgħux jimmaniġġjaw. Ir-riżultati huma mikro-fratturi fl-insulazzjoni, lakuni fl-interfaces, u fl-aħħar mill-aħħar, ħsara elettrika.
L-għażla tal-materjal tal-għant tippreżenta punt ta 'deċiżjoni kritiku. L-istainless steel 304 iservi b'mod adegwat għat-tisħin industrijali ġenerali, iżda jsir fraġli f'temperaturi krijoġeniċi, u jagħmilha aktar suxxettibbli għal ksur minn xokk termali jew stress mekkaniku. Il-gradi awstenitiċi 321 u 316 joffru duttilità aħjar minħabba li l-mikrostruttura tagħhom tibqa 'stabbli. Għall-applikazzjonijiet l-aktar impenjattivi, Inconel 600 jew ligi speċjalizzati tan-nikil-kromju juru reżistenza superjuri għal xokk termali meta jiċċirkolaw bejn -80 grad u temperaturi operattivi li jilħqu diversi mijiet ta 'gradi 'l fuq minn żero. Dawn il-ligi jżommu l-integrità mekkanika fl-ispettru kollu tat-temperatura.
L-insulazzjoni tal-ossidu tal-manjeżju ppakkjata ġewwa unitajiet konvenzjonali tgħaddi minn bidliet kristallini sottili f'temperaturi krijoġeniċi. Tekniki ta' kompattazzjoni ta'-densità għolja, li jiksbu densitajiet li jaqbżu t-3.2 grammi għal kull ċentimetru kubu, isiru essenzjali biex tinżamm l-integrità strutturali. Il-manifatturi premium jużaw metodi ta 'kostruzzjoni swaged li jikkompressaw it-trab tal-ossidu tal-manjeżju sad-densità massima tiegħu, u jeliminaw vojt fejn il-kondensazzjoni tista' tinġabar. Dan jiżgura t-trasferimenti tas-sħana b'mod effiċjenti anke meta t-temperatura ta 'barra tipprova tkaxkarha 'l isfel.
Il-wajer tar-reżistenza innifsu-tipikament liga tan-nikil-kromju bħal NiCr 80/20-għandu juri proprjetajiet elettriċi stabbli fuq il-firxa sħiħa tat-temperatura. Fi -80 grad , il-ligi tan-nikil-kromju jista' jkollhom 10–15% inqas reżistenza milli f'temperatura ambjentali. Ħiter li jiġbed 10A f'20 grad jista 'jiġbed 11-12A meta jibda għall-ewwel darba f'kundizzjonijiet krijoġeniċi. Din l-imġieba ta 'startjar kiesaħ għandha tiġi kkunsidrata fid-disinn tas-sistema tal-provvista tal-enerġija u l-kontroll.
Il-koeffiċjent ta 'espansjoni termali jsir konsiderazzjoni primarja tad-disinn. Nuqqas ta' qbil bejn il-kisi tal-ħiters u x-xogħol tal-metall tal-madwar jiġġeneraw forzi tat-tgħaffiġ waqt il-fażijiet tat-tkessiħ. Komponenti interni jużaw ligi b'koeffiċjenti ta 'espansjoni termali li jaqblu biex jipprevjenu qsim intern hekk kif it-temperaturi jinbidlu. Dawn l-ispeċifikazzjonijiet tal-materjal jgħollu l-ispejjeż tal-produzzjoni, iżda jnaqqsu l-frekwenza ta 'sostituzzjoni.
It-terminazzjoni elettrika titlob attenzjoni partikolari f'ambjenti krijoġeniċi. Konnessjonijiet crimp standard jikkuntrattaw b'rati differenti minn heater leads, u joħolqu junctions ta'-reżistenza għolja li jiġġeneraw tisħin lokalizzat. Konnessjonijiet tal-fidda-issaldjati jew ibbrejżjati, issiġillati b'komposti epossidiċi stmati għal reżistenza għal xokk termali, iżommu l-integrità tal-konduttività fl-ispettru tat-temperatura. Kaxxi terminali standard u siġilli epossidiċi jkissru fl-ewwel ftit ċikli tat-temperatura, inixxu l-umdità, u joħolqu riskji elettriċi. Soluzzjonijiet ta' inġinerija ttestjati għal servizz krijoġeniku-siġilli ta' kompressjoni speċjalizzati, feedthroughs ermetiċi, u ħardwer ta' konnessjoni krijoġeniku-ratat-jindirizzaw dawn il-problemi.
L-għażla tal-materjali għal heater tal-iskartoċċ maħsub għal servizz ta '-80 grad mhix dwar l-għażla tal-għażla l-aktar għalja. Huwa dwar it-tqabbil tal-proprjetajiet tal-materjal mad-domandi termali speċifiċi tal-applikazzjoni. Ħiter tal-iskartoċċ tat-tubu tat-tisħin elettriku ta 'ras waħda għal freeze dryer tal-laboratorju għandu rekwiżiti differenti minn wieħed għal faċilità ta' ħażna kiesħa farmaċewtika, u dawk jerġgħu jvarjaw minn tagħmir tal-ittestjar aerospazjali. Il-fehim ta 'dawn id-distinzjonijiet huwa essenzjali biex jiġi speċifikat heater li se jwettaq b'mod affidabbli matul il-ħajja ta' servizz maħsub tiegħu.
