Способ определения долговечностирезистивного элемента трубчатогоэлектронагревателя

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических республик (61) Дополнительное к &sT, саид-ву— (22) Заявлено 190779 (21) 2798674/24-07 (51)М с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Н 05 В 3/48

Государственный комитет

СССР

Ilo делам изобретений и открытий (53) УД(621. 3.036..663(088.8) Опубликовано 1505.81, Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 150581 (72) Авторы изобретения

П.A. Иванов и Ю.A. Белавин (71) Заявитель

А 4 .ф "

) у" ..>„

"-, 4

l, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДОЛГОВЕЧНОСТИ РЕЗИСТИВНОГО

ЭЛЕМЕНТА ТРУБЧАТОГО ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЯ Недостатком данного способа является отсутствие аналитической зависимости для определения долговечности резистивного элемента ТЭН.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для прогнозирования долговечности трубчатых электронагревателей СТЭН).

Известен способ прогнозирования долговечности металлических нагревателей сопротивления и резистивных . элементов ТЭН, при котором о долговечности судят по величине окисления проволоки нагревательной спирали. В качестве критической величины окисления для хромоникелевых сплавов принимают отношение толщины окисленного слоя к диаметру проволоки, которая является величиной постоянной. При окислении 20% площади поперечного сечения резистивного элемента это отношение равно величине 0,0525 (1) .

Недостатком этого способа является невозможность измерения величины окисленного слоя резистивного элемента, запрессованного в изоляционный наполнитель, а также невозможность расчета скорости окисления в конкретных рабочих усЛовиях по измерению электросопротивления в горячем состоянии, так как химический состав сплава резистивного элемента при работе

ТЭН меняется. Другим существенным недостатком способа является то, что Ç0 отношение толщины окисленного слоя к диаметру проволоки не является постоянным для ТЭН с различными рабочими температурами спиралей, качеством сплавов и изоляционного наполнителя, степенями деформации элемента. Экспериментально установлено, что перечисленные факторы существенно влияют на изменение электросопротивления резистивного элемента в горячем состоянии, которое меняется к моменту выхода резистивного элемента из строя в пределах от 2 до 10%.

Известен также способ определения долговечности резистивного элемента трубчатого электронагревателя, при котором в процессе работы периодически устанавливают относительное уменьшение содержания хрома в резистивном элементе и измеряют значения электросопротивления резистивного элемента в горячем и холодном состоянии, которые сравнивают с предельно допустимыми значениями, и определяют долговечность (21.

830665, где 4 — диаметр проволоки резистинного элемента, мм, произнодкая от

Пример 1. Определяем долговечность резистивкого элемента ТЭН с диаметром проволоки 4 = 0,3 мм и температурой по спирали 1200 С. Электросопротивлеккя резистинкого элемента н холодном и горячем состоянии измеряем периоцкчески н течение

800 ч. Данные замерон и рассчитанных отношений измеренных непнчик приведены н табл. 1.

Т а б л и ц а 1

Наработ- Электросопротинлекие резиска, ч тинного элемента, Ом 40

-(К гар

R хол гор

О, 955

0,95

18, 83

18, 81

1S 79

18,78

18,73

18,67

100

19, 72

19,80 19, 84

19, 87

19,91

200

300.0,947

400

0,945

0,941

0,937

0,932

0,99

500

19,93

600

700

19,94

19,96

18,58

18,56

800

С помощью метода наименьших квадратов определяли числовые значения коэффициентов н формуле Г = С - К Г .

Получили,С = 0,96, 8 = 1, К = 387;10, щ0

Тогда У = 375. 10 (и t, = 1900. Факти.чески ТЭН вышел из ="òðîÿ после

2108 ч работы.

Пример 2. Определяем долго- вечность резистивного элемента ТЭН. Я

Цель изобретения — увеличение точности определения долговечности резистив ного элемента ТЭН за период, не превышающий ЗОЪ времени работы

ТЭН, а также снижение затрат на проведение контрольных испытаний TBH.

Для достижения указанной цели замеры электросопротивления резистивного элемента н горячем и холодном состоянии производят в течение 3003000 ч работы электронагревателя, после чего вычисляют отношения

t0 электросопротинлекий в холодном и горячем состояниях для каждого замера

{f), строят графическую зависимость полученных значений но времени и на.ходят частотное решение зависимости 15 типа f = С вЂ” КГ 1, где С, К, Ь вЂ” безразмерные коэффициенты; à — время работы, ч; опр;-(еляют время долговечности резисткнкого элемента по формуле

О:85. 4

20 с диаметром проволоки d = 0,32 мм и температурой на спирали 710 С.

Эдектросопротивления резистивного элемента в холодном и горячем состоянии измеряем периодически в течение

3000 ч. Данные замеров и рассчитанных отношений приведены в табл. 2;

Таблица 2

Электросопротивления резистивного элемента, Ом

Наработка, ч

Я p Йлол "хол /

0,972

0,972

0,970

0,970

0,969

0,969

0,968

0,968

0,967

0,967

0,966

27,96

28,01

28,05

28,07

28,07

28,10

28,12

28,14

28,13

28,13

28,14

28, 77

28,85

28,90

28,94

28,97

29,01

29,04

29,07

29,09;

29,10

29,12

300

600

900

1800

2100

2700

300

После проведения расчетов получаем, что время долговечности резистивкого элемента ТЭН должно составлять

43500 ч. Фактическая наработка ТЭН составляет 25000 ч, ТЭН продолжает работу.

Измерения электросопротивлений

ТЭН н холодном и горячем состояниях н течение менее 300 ч работы электронагревателей недостаточны для установления зависимости отношений измеренных значений от времени согласно предлагаемому способу. увеличение длительности процесса измерений более 3000 ч вызывает перерасход . электроэнергии при испытаниях ТЭН и практически не влияет на повышение точности определения их долговечности.

Формула изобретения

Способ определения долговечности резистивного элемента. трубчатого электронагревателя, при котором в процессе работы периодически измеряют значения электросопротивления резистивного элемента в горячем и холодном состоянии, которые сравнивают с предельно допустимыми значениями, и по ним определяют долговечность, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности определе;ния долговечности, замеры производят в течение 300-3000 ч работы электронагревателя, после чего вычисляют отношения электросопротивлений в холодном и горячем состояниях для

830665

Составитель A.Õîäàòàåâà

ТехредМ..Коштура Корректор Г.Решетник

Редактор Л.Тюрина

Заказ 3065/41 Тираж 889 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5 .

Филиал ППП "Патент",. г. Ужгород, ул. Проектная, 4 каждого замера (f), устанавливают зависимость этого отношения от времени работы по формуле f С - K 6 4, где .С, К, Ь - безразмерные коэффициенты, С = 0,95-0,98, К = 2 10 - 2 ° 10 1, Ь 0,4-2,0; Г- время работы, ч, и определяют время долговечности резистивного элемента по формуле

0,785 - d ав

) l

f где д - диаметр проволоки резистивного элемента, мм, f - производная от f ..

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Фельдман И.А., Гутман М.Б., Рубин Г.К.и Шадрин Н.И. Расчет и

5 конструирование нагревателей электропечей сопротивления. М.-Л., "Энергия", 196б, с. 40.

2. Starr С.О. "Еча1nation of an

80 Ni - 20Cr Alloy in Enclosed HepiO ting Element" Jornal of Testing. and

Evaluation, ITEVA, vol 3. Р 2, 1975, р. 125-132.