Chemische Erosion von feuerfesten und wärmeisolierenden Materialien
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Chemische Erosion von feuerfesten und wärmeisolierenden Materialien
Eine kleine Menge an Verunreinigungen in feuerfesten Materialien und Wärmedämmstoffen wie FeO, P2O3, B2O3, Na2O, K2O, V205 usw. interagiert bei hohen Temperaturen mit Al2O3 und Cr2O3 im Oxidfilm auf der Oberfläche des Heizelements Es entstehen Verbindungen mit niedrigem Schmelzpunkt, die den Schutz der Funktion des Oxidfilms zerstören und elektrische Heizelemente korrodieren lassen. Die wenigen Verunreinigungen sind die gleichen wie Al2O3 und Cr2O3, und die wichtigsten gebildeten Verbindungen mit niedrigem Schmelzpunkt sind in Tabelle 4-13 aufgeführt. Aus der Tabelle geht hervor, dass die gefährlichsten Verunreinigungsoxide für Heizelemente V205, P2O5 und B2O3 sind. Diese Verunreinigungsoxide erodieren das Heizelement, wenn die Temperatur niedrig ist. Daher muss der Gehalt an feuerfesten Materialien bei der Auswahl feuerfester Materialien streng kontrolliert werden, um Korrosion zu vermeiden.
Um Korrosion zu vermeiden, ist es den folgenden Isoliermaterialien und Produkten strengstens untersagt, bei hohen Temperaturen mit elektrischen Heizelementen in Kontakt zu kommen: Asbest, Schlackenwolle, Kieselgur, Vermiculit, Perlit, Bimsstein, Wasserglas, Schaumbeton, Glasfaser usw.
Bei hohen Temperaturen wird nach dem Kontakt des elektrischen Heizelements mit dem Aufkohlungsgas der schützende Oxidfilm zerstört, und dann dringt das Aufkohlungsgas in die Legierung ein und löst eine Aufkohlungsreaktion aus. Die gebildeten Karbide führen dazu, dass der Widerstandswert der Legierung steigt, die Plastizität abnimmt, sich die Haut ablöst und schließlich das Heizelement schnell ausfällt.
Die Hauptbestandteile des schützenden Oxidfilms elektrischer Heizlegierungen sind: Cr2O3, NiO, Fe2O3 für Nickel-Chrom- und Nickel-Chrom-Eisen-Legierungen und Al2O3, Cr2O3 für Eisen-Chrom-Aluminium-Legierungen. Diese Oxide weisen im stark reduzierenden Aufkohlungsgas stabile Temperaturen auf. Sie bestimmt die Stärke der Aufkohlungsbeständigkeit der Legierung.
Wenn eine relative Bewegung zwischen der Oberfläche des Heizelements und dem tragenden feuerfesten Material auftritt, wird der schützende Oxidfilm auf der Oberfläche des Elements abgenutzt. Der Grund für die Relativbewegung liegt darin, dass sich die elektrische Heizlegierung beim Erhitzen ausdehnt und beim Abkühlen zusammenzieht. Obwohl dieses Phänomen nicht unbedingt mit feuerfesten Materialien zusammenhängt, wird dieser Effekt verringert, wenn die Konstruktion vernünftig ist und richtig befestigt wird.
Elektrische Fusionserosion ist eine Kurzschlussentladung zwischen Windungen eines elektrischen Heizelements, die zu Schäden an der Oberfläche des Elements führt. Dieses Phänomen tritt in Hochtemperatur- und Intensivmedien auf. Zu diesem Zeitpunkt wird das instabile Oxid Fe2O3, das im feuerfesten Material in Kontakt mit dem elektrischen Heizelement enthalten ist, reduziert: Fe2O3 plus 3CO==2Fe plus 3C02 metallisches Eisen lagert sich auf der Kontaktfläche ab und verursacht einen Kurzschluss zwischen den elektrischen Das Heizelement dreht sich, was zu lokalem Schmelzen auf der Oberfläche des Elements führt. Der lokale Widerstand des Heizelements erhöht sich, was den Ausfallprozess beschleunigt.
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