ПРОДУКЦИЯ

НИХРОМ

ФЕХРАЛЬ

НИХРОМ В ИЗОЛЯЦИИ

ТИТАН

ВОЛЬФРАМ

МОЛИБДЕН

КОБАЛЬТ

ТЕРМОПАРЫ

ТЕРМОПАРЫ НАГРЕВОСТОЙКИЕ

НИКЕЛЬ

МОНЕЛЬ

КОНСТАНТАН

МЕЛЬХИОР

ТВЕРДЫЕ СПЛАВЫ

ПОРОШКИ МЕТАЛЛОВ

НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ

ЖАРОПРОЧНЫЕ СПЛАВЫ

ФЕРРОСПЛАВЫ

ОЛОВО

ТАНТАЛ

НИОБИЙ

ВАНАДИЙ

ХРОМ

РЕНИЙ

ПРЕЦИЗИОННЫЕ СПЛАВЫ

ЦИРКОНИЙ


 
Внимание! Если Вы обнаружили ошибку на сайте, то выделите ее и нажмите Ctrl+Enter.

 

8 (800) 200-52-75
(499) 166-78-38
(495) 504-95-54
(495) 642-41-95
logo
(800) 200-52-75
(499) 166-78-38
(495) 504-95-54

Сравнение нихромовых нагревателей в изоляции и без неё

В данной статье рассматриваются нагреватели из нихрома, имеющие изоляцию и нет. Выполняется сравнение свойств, эксплуатационных характеристик, стоимости и других характеристик.

Электротехническая промышленность выпускает множество разнообразных нагревателей для производственных электропечей и термического оборудования, поверхностного и внутреннего обогрева объёмных и плоских физических объектов, поддержания температуры технологических сред, для бытовых приборов различного назначения. Основную часть из них составляют проверенные временем гибкие проволочные и ленточные омические нагреватели (термосопротивления) из прецизионного хромоникелевого сплава – нихрома.

Типы нихромовых нагревателей

Нагревательные конструкции из нихрома выпускаются в термостойкой изоляционной оболочке и без неё. Гибкий изолированный нагреватель с внешним покрытием токоведущей жилы имеет форм-фактор провода или кабеля. Из оголённой проволоки с круглым сечением и диаметром 0,1-2,0 мм производят спиралевидные или навитые на диэлектрическое основание нагреватели, а из нихромовой ленты с прямоугольным сечением, толщиной 0,09-0,2 мм и шириной 2-16 мм – зигзагообразные и рамочные. Тепло в нихромовой проволоке или ленте появляется при подключении к бытовой электросети однофазного переменного тока частотой 50Гц или к сети трёхфазного тока 380В. Изделия обоих типов относятся к радиационным нагревателям, в которых передача теплоты при нагреве до 200°С осуществляется конвекцией (потоком), а при нагреве от 200°С до 1200°С – радиацией (излучением). Наиболее используемым материалом греющего элемента (токоведущей жилы) выступает нихром двух марок – Х20Н80 и Х15Н60.

Нихромовая проволока в изоляции и без нее

Рисунок 1. Катушки с нихромом в изоляции и без нее.

Химический состав, различия и схожесть свойств нихрома Х20Н80 и Х15Н60

Нихром марки Х20Н80 состоит из Cr 20-23%, Ni 72-73%, Fe до 1,5% и незначительного количества примесей: Si 0,9-1,5%, Mn до 0,7%, Ti до 0,3%, Al до 0,2%, C до 0,1% P до 0,03%, S до 0,02 процентов. Марка Х15Н60 содержит меньше Cr 15-18% и Ni 55-61%, но больше железа – 17-29% с примерно тем же объёмом примесей. Подобное изменение «классического» состава нихрома, где по идее Cr и Ni должны присутствовать в объёмах 20% и 80% соответственно, несколько снижает коррозионную стойкость и максимальную рабочую температуру сплава Х15Н60, но зато обеспечивает ему меньшую стоимость, лучшую свариваемость и обрабатываемость. Несмотря на это, у нагревателей из нихрома Х20Н80 и Х15Н60 есть много и общих свойств. Все они способны формировать большую зону нагрева при малой удельной мощности, имеют небольшую массу и высокий КПД, сравнимую механическую прочность и твёрдость, а их электросопротивление незначительно меняется при изменении температуры.

Рабочие температуры

Степень максимального нагрева изолированного нихромового нагревателя зависит не только от химического состава сплава, но и от термостойкости его внешней оболочки. Самая простая силиконовая изоляция позволяет работать любому нагревателю в температурном диапазоне от -60°С до +180°С. Допускается кратковременный нагрев до +220°С. Термостойкое покрытие из стеклянной ( стеклонити) или кремнезёмной нити, кварцевых волокон, обеспечивает изделиям гораздо большие возможности в плане долговременного нагрева токоведущей жилы из нихромовой ленты и проволоки.

Так гибкий изолированный нагреватель с жилой из нихрома марки Х15Н60 в оболочке из стекловолокна может длительно и эффективно работать при температурах до 600°С на воздухе. Нихромовая проволока из сплава марки Х20Н80 и с покрытием из кремнезёма способна без изменения базовых характеристик нагреваться до 1000°С, а на короткий промежуток времени и до 1200°С. Кварцевая защита позволяет ей работать при температурах до 1200°С, а на короткий промежуток времени достигать 1350°С.

Рабочая температура проволочных нагревателей без изоляции и небольшого диаметра (до 0,4 м) из нихрома Х20Н80 может приближаться к температурным значениям до 1150°С, доводя температуру тепловоспринимающей поверхности до 1300°С. В таком режиме нагреватель способен работать не менее 800 часов. Максимальная температура нагрева нихромовой ленты и проволоки марки Х15Н60 без оболочки ниже аналогичного параметра изолированных нагревателей и составляет для проволоки диаметром от 6 мм около 1000°С.

Условия эксплуатации изолированных и неизолированных нихромовых нагревателей

Для любого типа нихромовых нагревателей существует три универсальных нормативных условия эксплуатации.

  • Первое – радиус изгиба нагревателя по внутренней кривой не должен превышать 5 наружных диаметров токоведущей жилы (без учёта внешнего диаметра оболочки, если изделие выполнено в изоляции).
  • Второе – намотка нагревателя в несколько слоёв категорически запрещена.
  • Третье – нагреватель должен быть надёжно зафиксирован по всей длине на каркасе или непосредственно на обогреваемом объекте.

Поскольку гибкий изолированный нагреватель прямо воздействует теплом на заданный обогреваемый объект, необходимо, чтобы провод находился в физическом контакте с его массивом (или корпусом). Нихромовые провода с высоким удельным омическим сопротивлением особенно эффективны в тех случаях, когда требуется нагреть незначительный объём того или иного материала или рабочей среды. Тепловая энергия от поверхности провода распространяется теплопроводностью к менее нагретому объекту и аккумулируется в нём. Чтобы рабочая температура безоболочного нагревателя была оптимальной, а срок службы был продолжительным, нихромовая проволока должна иметь шаг навивки спирали в соответствии с интенсивностью теплоотвода в тепловоспринимающей среде.

Применение

Применение нихромового провода в изоляции

Высокотемпературный греющий провод широко применяют для зимнего обогрева небольших стыков, швов, заделок монолитного бетона и железобетона, резервуаров и трубопроводов с водой и технологическими вязкими рабочими средами, для удаления наледи с участков кровельных и строительных конструкций, дорог, тротуаров и т.п. Также нихромовый провод в изоляции используют для нагрева цилиндров и головок полимерных экструдеров, камер лабораторных сушилок. Существуют и нетрадиционные условия эксплуатации греющих проводов. Например, их активно используют в оранжереях и теплицах для стерилизации почвы, которая производится путём её прогрева до определённых высоких температур, в результате чего уничтожается патогенная микрофлора, разлагаются ядохимикаты и т.п.

Схема укладки греющего провода в строительные конструкции

Рисунок 2. Схема укладки греющего провода в строительные конструкции.

Применение нихромовой ленты и проволоки без изолирующего покрытия

Диапазон применения гибких нагревателей из нихромовой проволоки и ленты без изоляции более широк, нежели у греющего провода. Чаще всего их используют в высокотемпературных промышленных электрических печах обжига и сушки с защитной атмосферой, лабораторных термических установках различного назначения, калориферах и т.п. Нагреватели этого типа присутствуют в каждом доме, обеспечивая функциональность электрических плит, водонагревателей и обогревателей воздуха, духовых шкафов, фенов, грелок и многих других бытовых электроприборов.

Электрическая печь и нихромовая спираль

Рисунок 3. Электрическая печь и нихромовая спираль.

Стоимость

Стоимость гибких нихромовых нагревателей определяется целым рядом факторов, ключевыми среди которых является содержание никеля в сплаве и, разумеется, диаметр и длина изделия. Этим объясняется, что нихром марки Х20Н80 стоит дороже, чем его аналог по группе хромоникелевых сплавов марки Х15Н60. Важно заметить, что цена никеля при высоком спросе стабильно и очень быстро меняется в сторону увеличения с каждым годом. Например, за 12 месяцев с октября 2018 года по октябрь 2019 года тонна никеля на Лондонской бирже металлов выросла в цене почти на 40%, с 12, 7 тыс. долл. до 17, 5 тыс. долларов США. На этом фоне наблюдается рост цен на никельсодержащие сплавы и изделия из них, включая нихромовые нагреватели.

"Метотехника" ®
e-mail: info@metotech.ru

телефоны:
8 (800) 200-52-75
(499) 166-78-38
(495) 504-95-54
(495) 642-41-95

Нихром :: Фехраль :: Нихром в изоляции :: Титан :: Вольфрам :: Молибден :: Кобальт :: Термопары :: Термопары нагревостойкие :: Никель :: Монель :: Константан :: Мельхиор :: Твердые сплавы :: Порошки металлов :: Нержавеющая сталь :: Жаропрочные сплавы :: Ферросплавы :: Олово :: Тантал :: Ниобий :: Ванадий :: Хром :: Рений :: Прецизионные сплавы :: Цирконий :: Обзор цен на металлы и ферросплавы :: Карта сайта
                     Яндекс цитирования
Метотехника® Все права защищены