Jarayon talablari 750 daraja F (400 daraja) -800 daraja F dan 1400 daraja F (425 darajadan 760 daraja)gacha bo'lgan-talab qilinadigan sohaga o'tganda, kartrijli isitgichni tanlash odatiy komponent tanlashdan ixtisoslashgan muhandislik vazifasiga o'tadi, bu esa moddiy va dinamik ishlashni talab qiladi. cheklovlar. Bu yuqori{9}}harorat diapazoni maxsus ilovalar uchun ajratilmagan; Bu ko'payib borayotgan ilg'or sanoat jarayonlari, jumladan, yuqori haroratli plastmassani qayta ishlash (masalan, eritish va qoliplash uchun haddan tashqari issiqlik talab qiladigan muhandislik qatronlari), ilg'or kompozitsiyalash (aerokosmik va avtomobilsozlikda uglerod tolasi komponentlarini mustahkamlash uchun ishlatiladi), keramik sinterlash (issiq bo'ladigan mahsulotlar va materiallarga chidamli) uchun juda muhimdir. issiqlik bilan ishlov berishning ba'zi turlari (jumladan, yuqori quvvatli metallarni yumshatish, qattiqlashtirish va chiniqtirish). Ushbu ilovalardagi umumiy og'riqli nuqtalar ahamiyatsiz emas: isitgich g'ilofining tez oksidlanishi (miqyosi oshishi), haddan tashqari issiqlik ta'sirida ichki izolyatsiyaning muddatidan oldin buzilishi va tinimsiz isitish va sovutish aylanishi tufayli xizmat muddatining keskin qisqarishi-bularning barchasi rejadan tashqari uzilishlar, mahsulot sifatining oshishi va texnik xizmat ko'rsatish xarajatlarining oshishiga olib kelishi mumkin.
Bunday yuqori haroratlarda standart 300{1}}seriyali zanglamaydigan po'latdan-ishchi otlarning umumiy-issiqlik maqsadlarida qo'llanilishi-ning cheklovlari darhol ayon bo'ladi. Ushbu qotishmalar 750 darajadan yuqori haroratga ta'sir qilganda tez oksidlanishni boshlaydi va termal aylanish bilan asta-sekin yo'q bo'lib ketadigan mo'rt, maydalangan oksid shkalasini hosil qiladi. Bunday masshtablanish vaqt o'tishi bilan nafaqat g'ilofning qalinligini buzadi, balki uning strukturaviy yaxlitligini buzadi, natijada ichki qismlarni atrof-muhitga ta'sir qiladi va isitgichning halokatli ishdan chiqishiga olib keladi. Buni hal qilish uchun yuqori haroratli patronli isitgich dizaynidagi birinchi himoya chizig‘i-g‘ilof materialini strategik yangilashdir. Incoloy 840 va 800HT kabi qotishmalar yuqori harorat barqarorligi va oksidlanishga chidamliligi tufayli bu sohada standart tashuvchilar sifatida paydo bo'ladi. Ayniqsa, Incoloy 840 ehtiyotkorlik bilan muvozanatlangan tarkibi tufayli koʻpgina yuqori haroratli ilovalar uchun mos keladi – uning tarkibidagi alyuminiy issiqlik taʼsirida gʻilof yuzasida yupqa, zich va barqaror alumina (Al₂O₃) qatlami hosil qiladi. Yuqori haroratlarda parchalanadigan zanglamaydigan po'latlarda hosil bo'lgan xrom oksidi qatlamidan farqli o'laroq, bu alumina qatlami oksidlanishga qarshi o'tib bo'lmaydigan to'siq bo'lib xizmat qiladi, bu Incoloy 840 qobig'i bo'lgan kartrijli isitgichga 800 daraja F dan 1400 gradusgacha sezilarli darajada pasaymasdan doimiy quruq havo ishiga bardosh beradi.
Kartrijli isitgichning ichki konstruktsiyasi ham haddan tashqari issiqlik bilan kurashish uchun keskin rivojlanishi kerak, chunki standart ichki komponentlar bu haroratlarda ishlash yoki xavfsizlikni saqlay olmaydi. Standart isitgichlarda ham issiqlik o‘tkazgich, ham elektr izolyatori bo‘lib xizmat qiluvchi magniy oksidi (MgO) izolatsiyasi haddan tashqari issiqlikda parchalanadigan aralashmalarni yo‘qotish uchun-odatda 99,8% yoki undan yuqoriroq-tozalik darajasini talab qiladi. Bundan tashqari, ushbu yuqori{5}}tozalikdagi MgO ishlab chiqarish jarayonida yanada kattaroq zichlikka (ko'pincha 2,8 g/sm³ yoki undan ko'p) siqiladi, bu esa uning issiqlik o'tkazuvchanligini yaxshilaydi va ichki isitish batareyasidan qobiqqa samarali issiqlik o'tkazishni ta'minlaydi, shu bilan birga qisqa tutashuvni oldini olish uchun elektr izolyatsiyasi xususiyatlarini saqlaydi. Qarshilik lasan materiali ham jiddiy o'zgarishlarga uchraydi: 1200 daraja F gacha yaxshi ishlaydigan standart nikel{8}}xrom (NiCr) qotishmalari ko'pincha temir{10}}xrom{11}}alyuminiy (FeCrAl) qotishmalari bilan almashtiriladi, masalan, Kanthal, ular F{10}F{10} gradusgacha ishlay oladi. yuqori haroratli ilovalar uchun-muhim xavfsizlik chegarasi. Bundan tashqari, terminal hududi dizayni make-yoki-buzilish faktoriga aylanadi; elektr ulanishlarining haddan tashqari qizib ketishi va ishdan chiqishining oldini olish uchun bu isitgichlar ko'pincha uzunroq sovuq uchlari (qopqoqning isitilmaydigan qismi) va yuqori-temperaturali keramik izolyatorlarga ega bo'lib, ular terminal haroratini simlar va ulagichlar uchun xavfsiz chegaralar ichida ushlab turish uchun termal to'siq vazifasini bajaradi.
Yuqori haroratli ilovalarda vatt zichligini boshqarish muhim-qolgan boʻlsa-da, kontekst va yondashuv umumiy maqsadli isitishdan- sezilarli darajada oʻzgaradi. Yuqori haroratli havoni isitishda, masalan, havoning issiqlik o'tkazuvchanligining pastligi, isitish moslamasi qobig'idan havoga issiqlik o'tkazish juda samarasiz ekanligini anglatadi. Natijada, ruxsat etilgan vatt zichligi (g'ilof yuzasining kvadrat dyuymiga vatt) juda past darajada saqlanishi kerak,-ko'pincha 10{7}}20 Vt/in² yoki undan kam-, hatto atrofdagi havo harorati tashqi dizayndagi bunday cheklovga moslashish darajasidan ancha past bo'lsa ham, qoplama o'z materialining maksimal harorat chegarasidan oshib ketishining oldini olish uchun. qanotli kartrijli isitgichlar (issiqlik tarqalishini yaxshilash uchun g'ilofning sirt maydonini oshiradi) yoki katta termal massa bloklariga o'rnatilgan isitgichlar (ular issiqlikni bir tekisda so'rish va tarqatish, mahalliy qizib ketishni kamaytiradi). Masalan, 1200 daraja F haroratli sanoat pech uchun mo'ljallangan bitta kartrijli isitgich, 500 daraja F haroratda bo'lgan plastik qolip uchun{14}}kattalashtirilgan versiyasi bo'lishi mumkin emas; uning butun geometriyasi-shu jumladan uzunligi, diametri, g‘ilof qalinligi va lasan o‘rash namunasi va quvvat profili sirt haroratini boshqarish va xavfsiz, ishonchli ishlashni ta’minlash uchun aniq hisoblangan bo‘lishi kerak.
Ushbu qiyinchiliklarni birlashtirgan holda, 800 ° F dan 1400 ° F oralig'idagi ilovalar ko'pincha -yuqori ish harorati va atrof-muhit yoki undan past haroratlar- o'rtasida sezilarli termal siljishni o'z ichiga oladi, bu esa takroriy kengayish va qisqarish natijasida sezilarli mexanik stressni keltirib chiqaradi. Vaqt o'tishi bilan bu stress g'ilofning yorilishiga, MgO izolatsiyasining bo'shashishiga yoki ichki lasanning siljishiga olib kelishi mumkin, bularning barchasi muvaffaqiyatsizlikni tezlashtiradi. Buni yumshatish uchun g'ilof va o'rnatish teshigi o'rtasida qat'iy nazorat qilinadigan toleranslarga ega mustahkam dizayn zarur; aniq o'rnatish termal velosipedda harakatni kamaytiradi, g'ilofdagi stressni kamaytiradi. Bundan tashqari, yuqori{7}}zichlikdagi MgO izolatsiyasi ichki lasanni mahkamlashda muhim rol o'ynaydi, uning kengayishi va qisqarishi paytida uning siljishi yoki g'ilof bilan aloqa qilishiga yo'l qo'ymaydi. Doimiy ravishda 1000 darajadan yuqori haroratda ishlaydigan jarayonlar uchun bu yuqori haroratli kartrijli isitgichlar-koʻpincha yillar emas, balki minglab ish soatlari bilan oʻlchanadigan, belgilangan xizmat muddati-boʻlgan sarf materiallari sifatida koʻrib chiqilishi standart sanoat amaliyotidir. Biroq, bu xizmat muddatini to'g'ri spetsifikatsiya (isitgichni dastur harorati, o'rta va velosiped rejimiga moslashtirish) va to'g'ri o'rnatish (qattiq, toza o'rnatish teshigi va isitiladigan komponentga mos termal ulanishni ta'minlash) orqali sezilarli darajada oshirish mumkin.
