Hoog{0}}zuiver magnesiumoxide, gevuld in 316 roestvrijstalen verwarmingsbuizen, fungeert als thermisch geleidings- en elektrisch isolatiemedium tussen weerstandsdraad en metalen omhulsel. Wanneer de verwarmingsbuis is ontworpen met een overmatige vermogensdichtheid of een slechte warmteafvoer heeft, zal er plaatselijke oververhitting in de buis optreden. Lange- werking op ultra- temperaturen zal leiden tot thermische degradatie van magnesiumoxide-isolatiemateriaal, resulterend in structurele verpulvering, toename van de neiging tot vochtabsorptie en neerslag van onzuivere ionen. De neergeslagen chloride-, sulfaat- en alkalische stoffen vormen onder een klein restvocht een geleidend elektrolyt, waardoor interne elektrochemische corrosie op de binnenwand van de roestvrijstalen mantel en weerstandsdraad wordt veroorzaakt. Anders dan externe corrosie, die gemakkelijk waar te nemen is, ontstaat er in een gesloten omgeving interne isolatiedegradatie en daaropvolgende secundaire corrosie. Vroege waarschuwingssignalen, zoals een daling van de isolatieweerstand, worden vaak genegeerd en leiden uiteindelijk tot perforatie van de buiswand, elektrische lekkage en kortsluit-veiligheidsongevallen. Veel fabrikanten richten zich alleen op de initiële isolatietest vóór levering en houden geen toezicht op het risico op thermische veroudering van de interne isolatie tijdens bedrijf, wat resulteert in veelvuldig voortijdig falen van verwarmingsbuizen, veroorzaakt door degradatie van de isolatie-geïnduceerde secundaire corrosie. Daarom is uitgebreide controle op het gebied van ontwerp, productie en werking essentieel om het interne isolatiesysteem te beschermen en verborgen interne corrosierisico's te elimineren.
De thermische degradatie van de interne isolatie en de geïnduceerde secundaire corrosie volgen een typisch progressief verslechteringsmechanisme. Bij een normale bedrijfstemperatuur onder de 200 graden behoudt gesmolten magnesiumoxide stabiele chemische eigenschappen en een dichte fysieke structuur, waardoor warmte en stroom effectief worden geïsoleerd. Wanneer de lokale temperatuur gedurende lange tijd de 300 graden overschrijdt, wordt de compacte poederstructuur geleidelijk losser, nemen de kristalgrensdefecten toe en precipiteren sporen oplosbare onzuiverheidszouten die oorspronkelijk in grondstoffen waren vastgelegd. Zodra de afdichting aan beide uiteinden een lichte luchtdoorlaatbaarheid heeft, dringt waterdamp binnen en wordt geabsorbeerd door afgebroken magnesiumoxide, waardoor een geleidend ionisch waterig medium ontstaat. Er bestaat een potentieel verschil tussen de weerstandsdraad en de roestvrijstalen mantel, waardoor een gesloten galvanische corrosiecel in de buis ontstaat. De binnenwand van 316 roestvrij staal ondergaat voortdurend anodische oplossing, waardoor geleidelijk interne putcorrosie ontstaat die zich naar buiten uitbreidt totdat deze de buiswand binnendringt. Ondertussen nemen de isolatieprestaties sterk af, wat het risico van elektrische lekkage en veiligheidsongevallen met apparatuur met zich meebrengt. Het wikkelen van dichte delen van weerstandsdraad is het meest vatbaar voor oververhitting en veroudering van de isolatie.
In deze studie worden vier systematische controlemaatregelen voorgesteld om degradatie van oververhitting van de isolatie en daaropvolgende secundaire corrosie te voorkomen.
Ten eerste: beperk de vermogensdichtheid van het oppervlak al in de ontwerpfase op wetenschappelijke wijze om lokale oververhitting te voorkomen. Voor conventionele middelcorrosieve omgevingen mag de oppervlaktevermogensdichtheid van verwarmingsbuizen niet groter zijn dan 10 W/cm²; onder hoge- temperaturen en sterk corrosieve werkomstandigheden moet de parameter onder de 8 W/cm² worden gehouden. De interne weerstandsdraad heeft een uniforme wikkellay-out op gelijke afstand om geconcentreerde hotspots te elimineren die worden veroorzaakt door een dichte draadopstelling. Reserveer de warmtedissipatie op de juiste manier, afhankelijk van het mediumdebiet en de warmtewisselingscondities, om voortdurende temperatuurophoping op de buiswand te voorkomen.
Ten tweede: voer strikt de- standaard magnesiumoxide-voorbehandeling en het dichte vulproces in. Alleen op hoge- temperatuur gecalcineerd gesmolten magnesiumoxide met een laag gehalte aan oplosbare onzuiverheden is toegestaan, dat gedurende niet minder dan 4 uur bij 260 graden moet worden gebakken om kristalwater en vrij vocht te verwijderen voordat het wordt gevuld. Er wordt gebruik gemaakt van een gegradueerde deeltjesverdeling in combinatie met gesegmenteerde hoog{6}}trillingsverdichting om de interne holteverhouding te minimaliseren, de resterende lucht te verminderen en lokale warmteaccumulatie te voorkomen. Na het vullen moeten de isolatieweerstands- en spanningstest worden uitgevoerd om niet-gekwalificeerde halffabrikaten met losse vulling en verborgen vocht uit te sluiten.
Ten derde: gebruik een hoge-temperatuurbestendige dubbele afdichtingsstructuur om het binnendringen van vocht te voorkomen. Na het krimpen van de buis worden beide uiteinden afgedicht met een siliconenplug op hoge temperatuur, gecombineerd met een afdichtingslaag van epoxyhars. Voor verwarmingsbuizen die worden gebruikt in werkplaatsen voor hoge- luchtvochtigheid, riolering en galvanisatie aan de kust, zijn extra metalen anti- vochtbeschermkappen geïnstalleerd om het penetratiekanaal van waterdamp, zure mist en zoute mist te blokkeren. Er moet na de afdichtingsprocedure een inspectie van veroudering van de afdichting worden uitgevoerd om langzame infiltratie van vocht en verborgen gevaar uit te sluiten.
Ten vierde: zorg voor real-time monitoring van de werking en een mechanisme voor regelmatige isolatie-inspectie. Stel een over- temperatuurbeveiligingsvergrendeling in om de stroomtoevoer automatisch uit te schakelen zodra zich een abnormale temperatuur voordoet. Test de isolatieweerstand regelmatig elke 3 tot 6 maanden; Zodra de weerstandswaarde duidelijk afneemt, duidt dit op verslechtering van de isolatie en mogelijk risico op interne corrosie, en moet de verwarmingsbuis tijdig worden vervangen. Optimaliseer de omstandigheden voor warmteafvoer op locatie- om te voorkomen dat verwarmingsbuizen worden omwikkeld met sedimenten en vuil, wat de warmte-uitwisseling belemmert.
Uit veldonderzoek op lange-termijnen blijkt dat verwarmingsbuizen die zijn ontworpen met een redelijke vermogensdichtheid, zeer-zuiver ontvochtigd magnesiumoxide en dubbele-afdichting aan de uiteinden stabiele isolatieprestaties kunnen behouden zonder interne secundaire corrosie na meer dan 24 maanden ononderbroken gebruik. Overbelaste verwarmingsbuizen met losse vulling en afdichting aan één- uiteinde lijden daarentegen binnen 5 tot 9 maanden aan isolatiefouten en lekkage van putjes in de interne muur. Concluderend kunnen een redelijk ontwerp van de vermogensparameters, een hoogwaardige behandeling van de grondstoffen voor isolatiemateriaal, een dichte vulling en een vochtdichte afdichting- en regelmatige controle van de isolatieprestaties op effectieve wijze degradatie van oververhitting van de interne isolatie voorkomen. Deze volledige-procescontrolemaatregelen blokkeren het ontstaanspad van interne secundaire corrosie, garanderen de veilige en stabiele werking van 316 roestvrijstalen verwarmingsbuizen en verminderen veiligheidsongevallen en productieverlies veroorzaakt door voortijdig falen van apparatuur.
