Warum Ihr Kryosystem ständig Heizpatronen durchbrennt

Wartungsteams werden wütend, wenn Heizpatronen in Flüssigstickstoffsystemen immer wieder ausfallen und wichtige Prozesse dadurch zum Stillstand kommen. Der Trend geht normalerweise so: Normale Heizgeräte werden eingebaut, sie gehen schnell kaputt, sie werden durch vergleichbare Geräte ersetzt und die Ausfälle passieren immer wieder. Um diesen Kreislauf zu durchbrechen, müssen Sie wissen, warum Heizelemente, die nicht richtig eingestellt sind, bei Kälte nicht funktionieren.

Thermoschock ist die Hauptursache. Wenn Sie eine Heizung von Raumtemperatur auf -196 Grad bringen, schrumpft das Material sofort. Standard-Heizpatronen werden aus Materialien und Technologien hergestellt, die dieser Größenänderung nicht standhalten können. Die Mantelmaterialien reißen, die inneren Verbindungen brechen und die Isoliereigenschaften verschlechtern sich. Spezielle kryogene Konstruktionen verwenden Materialien, die bekanntermaßen bei niedrigen Temperaturen flexibel sind und sich bei Erwärmung ausdehnen.


Sekundäre Ausfälle treten auf, wenn Wasser eindringt. Wenn warme Luft kryogene Oberflächen berührt, kommt es sehr schnell zu Kondensation. Standard-Heizungsanschlüsse lassen Feuchtigkeit eindringen, die sofort gefriert und elektrische Verbindungen unterbricht und verlängert. Kryo--heizpatronen verwenden hermetische Dichtungssysteme und einzigartige Verbindungshardware, um ihre Integrität auch bei Temperaturänderungen zu bewahren.

Ein weiteres Problem ist die elektrische Isolierung. Die Standardverdichtung mit Magnesiumoxid funktioniert bei normalen Temperaturen gut, ändert sich jedoch bei kryogenen Temperaturen. Änderungen der Spannungsfestigkeit und Leitfähigkeit können Kurzschlüsse oder Erdschlüsse verursachen. Ultra-Heizpatronen für niedrige Temperaturen verwenden Isoliermaterialien, die sorgfältig behandelt und für diese Bedingungen getestet wurden.

Sie müssen die Berechnungen der Leistungsdichte ändern. Bei kryogenen Temperaturen ändern sich die Wärmetransporteigenschaften stark. Was bei normalen Temperaturen funktioniert, kann die Heizelemente zu stark beanspruchen oder nicht ausreichend erhitzen. Für einen zuverlässigen kryogenen Betrieb empfehlen erfahrene Anwendungstechniker normalerweise niedrigere Wattdichten und andere Spannungseinstellungen.

Oft wird vergessen, das richtige Anschlusskabel auszuwählen. Bei kryogenen Temperaturen werden herkömmliche Silikon- oder Glasfaserisolierungen spröde und brechen. Die PTFE- oder Polyimid-Isolierung spezieller Kryokabel sorgt dafür, dass sie flexibel und elektrisch stabil bleiben, während herkömmliche Drähte sofort brechen.

Diese generischen Probleme verschlimmern sich aufgrund der Besonderheiten jeder Einrichtung. Die Spezifikationen für Heizpatronen hängen von Dingen wie dem Vibrationsniveau, der Häufigkeit, mit der sie Temperaturzyklen durchlaufen, und davon ab, ob sie kryogenen Flüssigkeiten oder Dämpfen ausgesetzt sind. Industrielle Stickstoffgeneratoren haben andere Anforderungen als Laborkryostaten oder Geräte zur Gefriertrocknung von Arzneimitteln.