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湿热箱哪些因素影响加热管使用寿命?
发布日期:2015-08-05      浏览次数:884

湿热试验箱用于湿热试验,是产品环境试验鉴定项目中非常重要的一个试验项目。进行湿热试验的常用设备是恒温恒湿试验箱或武汉湿热试验箱,其主要工作原理是采用利用锅炉里的电热管加热的锅炉加湿方式而产生水蒸汽,通过风机将水蒸汽吹进试验箱内,在PLC或者触摸屏温湿度仪的控制下,将加热量、水蒸汽量和制冷量进行动态平衡,达到控制湿热试验箱里的温度湿度。因此,加湿锅炉是湿热度箱使用可靠性的重要影响因素,而锅炉的核心元件是加热管,经常出现因为锅炉加热管使用寿命问题影响湿热箱试验的可靠性的情况。

1 影响湿热试验箱锅炉加热管寿命的原因及其危害

由于结构简易、热效率高、环境适应力强,加热管在湿热试验设备中得到广泛应用,通常情况下,加热管的正常使用寿命一般在5000小时,影响其使用寿命的主要因素包括:

1)、加热管壁水垢形成后热传递不均匀导致加热管破损;

2)、锅炉中供水不足导致的加热管干烧;

3)、水垢不断累积在锅炉底部,不仅容易堵塞了进水,而且还淹没了加热管导致干烧或破损;

4)、加热管本身的制造质量。

上述因素中,锅炉中供水不足导致的加热管干烧防范起来比较容易,通常为补水控制系统故障所致,在每次试验前进行检查供水正常状态即可有效的预防,此外,湿热试验设备设计有两级保护,缺水后有水位开关电气报警系统,如果报警系统故障失灵,当加热器干烧时会产生温度的上升,当温升超过110℃,还有防干烧温度保护器装置报警保护。所以,一般锅炉中供水不足导致加热管损坏的故障概率较小。

根据多年工程经验,加热管使用中水垢形成后热传递不均匀从而导致加热管破损现象是减少加热管的主导因素。其危害性主要表现在以下四方面:

1)、降低受热面的金属强度钢材的机械强度随温度升高而降低,因此当加热管表面结有导热性差的水垢时,易造成钢材的局部过热、变形、龟裂甚至爆炸;

2)、由于厚水垢的产生降低了热交换系统效率,同时使得传热效率显著下降;

3)、增加热损失和功率消耗,水垢的导热系数比金属低得多,水垢的热阻是钢铁的50~100倍,是黄铜的100200倍,是铝、铜的300400倍,通常工业锅炉每结1毫米的厚水垢,其热效率要降低5%;

4)、加热管的破损会导致加热丝裸露于水中,当接通电源时,设备漏电严重威胁技术人员的人身安全,极大影响企业安全生产任务。

2 、减少水垢对湿热箱的加湿锅炉寿命的影响预防水垢的产生是提升加热管使用寿命的关键,水垢根据其形成 原因和成形状态的不同大致可分为硬垢和软垢两种。当水中含有碳酸氢盐、碳酸盐、硫酸盐、氯化物等胶体、细菌和有机物等杂质时,碳酸盐类似于水泥沙浆中的沙石,而胶体、细菌和有机物等则相当于水泥沙浆中的水泥,当水中胶体、细菌和有机物等粘性物质和碳酸盐共同作用,在高温煮沸条件下生成难溶的碳酸钙:

  1. 在碱性条件下,碳酸氢钙会发生如下反应生成碳酸钙:

2)水中还溶解有一定数量的硫酸钙;硅酸钙等其他无机盐类,随着水的蒸发,它们在水中浓度加大,当其浓度超过溶解度之后也会生成沉淀,并沉积在传热 表面上形成了和容器(或管道表面)粘附在一起的硬垢。而一旦胶体、细菌和有机物等粘性物质被去除(如通过超滤滤除)后,即使水中钙、镁离子和碳酸根离子浓度很高,也只能生成洁白而松散的容易去除的碳酸钙软垢,而不会产生硬垢。

目前,设备湿热箱的加湿锅炉的进水都配有水处理装置,能够达到较好软化水目的,主要方式装置有离子交换树脂软化水,当水通过装有钠型强酸型阳离子交换树脂时,水中的Ca2+M g2+( 形成水垢的主要成份) 将被树脂中的钠离子置换下来,随着树脂内Ca2+M g2+的增加,树脂去除Ca2+M g2+的效能逐渐降低,使水的钙镁离子浓度降低到0. 015m m ol / L以下,自来水中的钙镁离子浓度大约是0. 5m m ol / L,可见经过水处理装置处理过得水中钙镁离子浓度降低了97% ,降低了水垢的形成条件,提高了湿热箱的加热管的使用寿命。

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