Anglies pluošto kvarciniai šildymo vamzdžiai kaip išorinis apvalkalas yra didelio grynumo lydytas silicio dioksidas, o kaitinimo šerdis – anglies pluošto pluoštai, pasižymintys vienoda šilumos emisija, geru tolimųjų -infraraudonųjų spindulių našumu ir atsparumu bazinei rūgščiai. Palyginti su volframinės vielos kvarciniais vamzdeliais, jie turi didesnį atsparumą oksidacijai, tačiau ilgalaikis -netinkamas naudojimas vis tiek lems šerdies abliaciją, vamzdelio plyšimą, sandariklio gedimą ir galios susilpnėjimą. Šiame darbe analizuojami tipiniai gedimų mechanizmai ir tikslinės tobulinimo priemonės pagal struktūrą, eksploatavimo ir priežiūros matmenis.
1. Pirminio gedimo režimas: anglies pluošto šerdies abliacija ir galios sumažėjimas
Anglies pluošto kaitinimo korpusas veikia stabiliai esant vakuuminiam sandarinimui. Iš sandarinimo galo nutekėjus orui, deguonis patenka į vamzdžio ertmę ir aukštoje temperatūroje reaguoja su anglimi, generuodamas CO ir CO₂ dujas, dėl kurių pluošto pluoštai palaipsniui retėja ir lūžta. Net jei sandarinimas nepažeistas, ilgalaikis-sausas degimas ir ypač aukšta paviršiaus temperatūra sukels anglies pluošto terminę sublimaciją. Pluoštas tampa trapus ir fragmentiškas, efektyvus šildymo plotas nuolat mažėja, šildymo galia akivaizdžiai krenta ir galiausiai atsiranda atvira grandinė. Be to, mažos anglies dalelės nukrenta ir prilimpa prie vidinės kvarco sienelės, blokuodamos šilumos spinduliuotę ir apsunkindamos vidinį perkaitimą.
2. Antrinis gedimas: kvarco apvalkalo terminio smūgio plyšimas
Kvarcinis stiklas turi itin{0}}mažą šiluminio plėtimosi koeficientą ir yra itin jautrus momentiniam temperatūrų skirtumui.
Ant aukštos temperatūros{0}}vamzdžio sienelės išsitaškęs šaltas skystis sukelia didžiulį šiluminį tempimo įtempį ir išilginius įtrūkimus;
Virš skysčio lygio esanti dalis yra sauso degimo būsenoje, staigiai kylant temperatūrai, o panardinta dalis aušinama terpėmis; skysčio lygio riba sudaro didžiausią temperatūros gradientą ir yra labiausiai linkusi lūžti;
Tiesioginis pilnos -įtampos paleidimas sukelia greitą vidinį įkaitimą, o išorinis apvalkalas įkaista lėtai, o vidinis ir išorinis temperatūrų skirtumas sukelia mikro įtrūkimus, kurie plečiasi dėl nuolatinio paleidimo ir išjungimo terminio nuovargio.
3. Tretinis gedimas: pabaigos sandariklio gedimas ir izoliacijos sumažėjimas
Du kvarcinio vamzdžio galai priklauso nuo stiklo lydymosi ir metalinio elektrodo sandarinimo, kad būtų išlaikytas vakuumas. Vibracija įrenginio veikimo metu, sukimo jėga laidų sujungimo metu ir kintamos šiluminės ciklo įtampos sandarinimo paviršiuje susidarys mažyčiai tarpeliai, sunaikinama vakuuminė aplinka. Be to, drėgnos dujos prasiskverbia į vidų, užpildas elektrodo gale sugeria drėgmę, izoliacijos varža smarkiai sumažėja, todėl kyla elektros nutekėjimo rizika. Netinkamas suspaudimas ir susidūrimas montavimo metu tiesiogiai sulaužys sandarią galvutę ir sukels ankstyvą metalo laužą.
4. Užteršimo korozijos sukelta paslėpta žala
Kaitinant kietą vandenį ir marinavimo terpę, nuosėdos ir nuosėdos prilimpa prie išorinės kvarco sienelės. Purvo sluoksnis trukdo šilumos išsklaidyti ir sukelia vietinį perkaitimą, suformuodamas įtempių koncentracijos taškus kvarco paviršiuje. Vandenilio fluorido rūgštis ir stiprūs šarmai gali chemiškai išgraviruoti kvarco apvalkalą, sudarydami duobių defektus, labai sumažindami jo mechaninį stiprumą ir atsparumą šiluminiam smūgiui.
5. Visos proceso prevencijos ir eksploatavimo trukmės pratęsimo priemonės
① Elektrinio valdymo optimizavimas
Konfigūruoti švelnaus paleidimo lėtą galios padidinimą, uždrausti momentinį pilnos{0}}galios įjungimą; Įdiekite skysčio lygio blokavimo apsaugą, kad išjungtumėte maitinimą, kai skysčio lygis yra žemiau saugios linijos, ir visiškai išvengtumėte sauso degimo.
② Svetainės konstrukcijų apsauga-
Virš skysčio paviršiaus pridėkite nuo -taškymosi skirtų pertvarų, kad šaltas skystis tiesiogiai nepatektų į karštą kvarcinį vamzdį; pritvirtinkite vamzdžio korpusą lanksčiomis atramomis, kad sandarinimo galuose išvengtumėte standžios išspaudimo ir vibracijos nuovargio pažeidimų.
③ Reguliarus techninės priežiūros valdymas
Periodiškai naudokite specialią kalkių šalinimo priemonę paviršiaus nešvarumams valyti; griežtai draudžiama naudoti HF ir ilgalaikėje{0}}stiprioje šarminėje aplinkoje, kad būtų išvengta matricos ėsdinimo.
④ Griežtas gamyklos patikrinimas
100% sandarumo bandymas prieš pristatymą, siekiant pašalinti sandarinimo nuotėkio defektus; apžiūrėdami šviesą, ištrinkite kvarcinius vamzdelius su būdingais mikroįtrūkimais.
6. Gedimų klasifikavimo ir kontrolės palyginimo lentelė
表格
| Gedimo tipas | Pagrindinė priežastis | Tobulinimo strategija |
|---|---|---|
| Anglies pluošto perdegimas | Užsandarinkite oro nuotėkį ir ilgalaikį{0}}sausą degimą | Vakuuminis patikrinimas + skysčio lygio blokavimas |
| Kvarcinio vamzdžio plyšimas | Terminis šokas ir skysčio purslų | Lėtas paleidimas + apsauga nuo purslų |
| Galinio sandarinimo lūžis | Mechaninis sukimas ir vibracija | Lankstus fiksuotas montavimas |
| Paviršiaus ėsdinimo pažeidimas | HF/stiprių šarmų ir nuosėdų padengimas | Vidutinis apribojimas + reguliarus valymas |
Išvada
Anglies pluošto kvarco šildymo vamzdžių naudojimo trukmę daugiausia lemia vakuuminio sandarinimo patikimumas ir kvarco apvalkalo atsparumas šiluminiam smūgiui. Pašalinus sausą degimą ir staigų temperatūros poveikį dėl valdymo logikos ir išdėstymo vietoje, taip pat standartizuotą patikrą ir priežiūrą, galima išvengti daugumos priešlaikinių gedimų, suteikiant galimybę pasinaudoti ilgo tarnavimo laiko ir stabilaus anglies pluošto kaitinimo elementų privalumais.
