Biežākās kļūdas, norādot sildītājus kriogēnajam pakalpojumam
Kriogēnās lietojumprogrammās ideja, ka lielāka jauda nozīmē lielāku veiktspēju, vienkārši nedarbojas. Lauka inženieri bieži nosaka sildītājus ar nevajadzīgi lielu vatu blīvumu, uzskatot, ka papildu jauda nodrošina drošības rezervi. Praksē šī pieeja bieži izrāda pretēju efektu. Augstāka blīvuma kārtridžu sildītāji rada intensīvu iekšējo temperatūru, kas pārsniedz materiālu drošas darbības robežas, pat ja ārējais apvalks paliek vēss kriogēnās siltuma izlietnes efekta dēļ. Rezultāts ir priekšlaicīga kļūme, bieži vien dažu nedēļu laikā pēc uzstādīšanas.
Kasetņu sildītājs ar kārtridžu sildītāja blīvumu 5-7 vati uz kvadrātcentimetru ir daudz uzticamāka izvēle lielākajai daļai kriogēno lietojumu. Šī kārtridžu sildītāja blīvums uztur iekšējo temperatūru pārvaldāmā diapazonā, vienlaikus nodrošinot pietiekamu siltuma jaudu, lai pārvarētu kriogēnās vides intensīvo dzesēšanas efektu. Vienas galvas kasetņu sildītājam, kas darbojas ārkārtīgi zemās temperatūrās, šis blīvuma diapazons ir sevi pierādījis, gadiem ilgi strādājot uz vietas vairākās nozarēs.
Vēl viena izplatīta kļūda ir saistīta ar materiāla izvēli. Standarta 304 nerūsējošā tērauda apvalki, kas ir lieliski piemēroti rūpnieciskai apkurei apkārtējās vides temperatūrā, kļūst trausli un pakļauti lūzumam kriogēnās temperatūrās. Daudzu materiālu elastīgā-uz-trausluma pārejas temperatūra mīnus 30 grādu un zemākā temperatūrā kļūst par būtisku problēmu. Nerūsējošais tērauds 316L nodrošina labāku izturību un lielāku izturību pret termisko triecienu ciklu starp ļoti aukstu un ļoti karstu darba temperatūru, jo tajā ir mazāk oglekļa un vairāk niķeļa. Inconel 600 vai 625 sakausējumi ir labākā izvēle visprasīgākajiem lietojumiem, jo tie ir ļoti izturīgi pret termisko nogurumu un saglabā mehānisko integritāti pat tad, ja temperatūra svārstās no mīnus 30 līdz 300-500 grādiem pēc Celsija.
Šie niķeļa{0}}hroma sakausējumi pēc atkārtotiem sildīšanas un dzesēšanas cikliem nekļūst trausli, kā parasti nerūsējošais tērauds. Inconel alloy 600 daudzpusība ir ļāvusi to izmantot lietojumos, kuros temperatūra ir no kriogēnas līdz virs 1095 grādiem pēc Celsija. Sakausējums tiek plaši izmantots ķīmiskajā rūpniecībā tā stiprības un izturības pret koroziju dēļ.
Termiskās kontroles stratēģijas ir vēl viens bieži sastopams neveiksmes punkts. Standarta ieslēgta -izslēgta temperatūras kontrole izraisa termisko ciklu, kas paātrina nodilumu kriogēnās situācijās. Katru reizi, kad sildītājs ieslēdzas un izslēdzas, iekšējās sastāvdaļas izplešas un saraujas, pakāpeniski veidojot mikroskopiskas plaisas konstrukcijā, līdz rodas kļūme. Cietvielu-releji ar nulles-kross pārslēgšanu, kas savienoti pārī ar termopāriem, kas iegulti tieši sildītāja kodolā, nevis ārēji, nodrošina precizitāti, kas nepieciešama pakāpeniskām temperatūras pārejām. Šī pieeja samazina termiskos gradientus visā sildītāja garumā, novēršot karstos punktus, kas parasti izraisa atteices plaisas.
Instalācijas kļūdas arī veido ievērojamu daļu no lauka kļūmēm. Preses-pielaides, kas darbojas istabas temperatūrā, kļūst problemātiskas kriogēnajā apkalpošanā. Mikroskopiskās gaisa spraugas kondensē atmosfēras mitrumu, veidojot ledus slāņus, kas termiski izolē sildītāja virsmas daļas. Ātri seko lokāla pārkaršana, deformējot apvalku un apdraudot iekšējās blīves. Precīzi-zemes sildītāji ar atbilstošu pielaidi, apvienojumā ar siltumvadošām pastām, kas īpaši izstrādātas kriogēnai lietošanai, nodrošina vienmērīgu siltuma pārnesi, vienlaikus novēršot mitruma iesūkšanos.
Kriogēnajā vidē īpaša uzmanība jāpievērš elektriskajai izslēgšanai. Standarta presējamie savienojumi saraujas ar atšķirīgu ātrumu nekā sildītāja vadi, radot augstas -pretestības savienojumus, kas rada lokālu uzkaršanu un iespējamu aizdegšanās risku skābekļa{2}}bagātinātā kriogēnā vidē. Sudraba-lodēti vai lodēti savienojumi, kas noslēgti ar epoksīda savienojumiem, kas novērtēti kā termiskā triecienizturība, saglabā vadītspējas integritāti visā temperatūras spektrā.
Lauka uzticamības dati liecina, ka pareizi norādīti kriogēno kārtridžu sildītāji nepārtrauktā šķidrā slāpekļa režīmā var darboties 2 līdz 5 gadus, bet parastie sildītāji tajā pašā vidē var darboties tikai dažas nedēļas vai mēnešus. Šī dramatiskā kalpošanas laika atšķirība uzsver pareizas specifikācijas, materiālu izvēles un uzstādīšanas prakses nozīmi. Pareizi izstrādāta sildītāja izmaksas ir niecīgas salīdzinājumā ar ražošanas dīkstāves izmaksām, ko izraisa atkārtotas atteices.
Katrs kriogēnās apkures lietojums rada unikālus izaicinājumus. Apsildāmā objekta termiskā masa, termiskā cikla biežums, īpašie vides apstākļi un nepieciešamā temperatūras vienmērība ietekmē galīgo specifikāciju. Kas vienā instalācijā darbojas droši, citā instalācijā var ātri neizdoties. Īsta siltumtehnikas analīze, nevis uz katalogu{3}}balstīta atlase, nodrošina pamatu veiksmīgām kriogēnās apkures iekārtām.
