עמידות חמצון-גבוהה בטמפרטורה של צינורות חימום ראש יחיד ושיטות הארכת חיי שירות של צמדים תרמיים
פעולה -לטווח ארוך בטמפרטורה גבוהה- בבתי מלאכה תעשייתיים תגרום לחמצון מתמשך ולהזדקנות של רכיבי מתכת, שהוא גורם הליבה המוביל להחלשת ביצועים של צינורות חימום ראש יחיד וצמדים תרמיים. משתמשים תעשייתיים רבים מגלים שרכיבי חימום חדשים פועלים ביציבות בשלב מוקדם, אך יש להם בהדרגה בעיות כמו עליית טמפרטורה איטית, בקרת טמפרטורה לא יציבה ותקלות תכופות לאחר מספר חודשי פעולה. רוב התופעות הללו נגרמות על ידי קורוזיה-ת חמצונית בטמפרטורה גבוהה של קירות צינור, חוטי חימום וחוטי סגסוגת תרמי. שליטה בעקרונות של עמידות חמצון בטמפרטורה גבוהה- ושיטות הגנה ממוקדות יכולות להאריך מאוד את מחזור החיים המלא של רכיבי חימום וחישה.
צינורות חימום ראש יחיד פועלים בסביבות-יבשות-בטמפרטורה גבוהה במשך זמן רב, והצינור החיצוני של המתכת נמצא במגע ישיר עם אוויר, ויוצר תגובות חמצון מתמשכות בטמפרטורות גבוהות. חומרי נירוסטה רגילים ייצרו שכבות תחמוצת רופפות על פני השטח לאחר חמצון-לטווח ארוך בטמפרטורה גבוהה-. שכבות תחמוצת אלו נושרות ללא הרף תחת הלם תרמי ורטט מכאני, וכתוצאה מכך דילול הדרגתי של דופן הצינור. כאשר עובי דופן הצינור אינו מספיק לשאת לחץ גבוה ולחץ תרמי פנימי, יתרחשו ניקוב וסדקים מקומיים, הגורמים לכשל בבידוד ולגריטה של צינורות החימום. בינתיים, חוט החימום הפנימי בעל ההתנגדות הגבוהה- יעבור גם הנחתה של חמצון בטמפרטורה גבוהה, יגדיל את ערך ההתנגדות, יפחית את כוח החימום ויוביל לקיבולת חימום לא מספקת של הציוד.
רכיבי צמד תרמיים רגישים יותר לחמצון-בטמפרטורה גבוהה מאשר צינורות חימום. ביצועי ההמרה התרמו-אלקטרית של צמדים תרמיים תלויים לחלוטין באחידות החומר וביחס הסגסוגת של חוטי חישה פנימיים. חמצון בטמפרטורה גבוהה-לטווח ארוך- ישנה את מבנה פני השטח ואת ההרכב הפנימי של חוטי סגסוגת, וכתוצאה מכך לסחף מתמשך של פרמטרים של פוטנציאל תרמו-אלקטרי. לא ניתן לשחזר סחף זה באופן אוטומטי, מה שמוביל לירידה בדיוק מדידת הטמפרטורה מיום ליום. חמצון חמור יגרום לדילול ושבר של חוטי צמד תרמי, כשל ישיר של משוב אות הטמפרטורה, ושיתוק של מערכת בקרת הטמפרטורה כולה.
צינורות חימום-איכותיים נגד-חמצון ראש יחיד מאמצים חומרי נירוסטה או סגסוגת Incoloy משודרגים-גבוהים, בעלי קצב חמצון נמוך במיוחד בטמפרטורה- ויכולים ליצור שכבות תחמוצת הגנה צפופות ויציבות על פני השטח. שכבת התחמוצת הצפופה יכולה לבודד מגע אוויר, למנוע קורוזיה מתמשכת של חמצון פנימי, ולשמור על עובי דופן צינור יציב וביצועים מבניים לאורך זמן. חוט החימום הפנימי מאמץ סגסוגת ניקל-בטוהר גבוה-עם עמידות מעולה לחמצון-בטמפרטורה גבוהה, השומרת על ערך התנגדות וכוח חימום יציב לאחר פעולת-לטווח ארוך בטמפרטורה{10}}גבוהה, תוך הימנעות מכשל בהפחתת החשמל.
הגנה נגד-חמצון של צמדים תרמיים מתמקדת בבחירת חומרים ואיטום מבני. תרחישי עבודה של-טמפרטורות גבוהות מעל 800 מעלות חייבים להיות מצוידים בצמדים תרמיים משוריינים העשויים מחומרי סגסוגת-בטוהר גבוה, בעלי יכולת אנטי-חמצון חזקה וביצועים תרמואלקטריים יציבים. מבנה שרוול המתכת האטום במלואו מבודד לחלוטין את חוט הסגסוגת הפנימית מאוויר ומגז מאכל סדנה, ומבטל ביסודו הפרעות חמצון. צמדים תרמיים רגילים שאינם-משורינים מתאימים רק לתרחישי טמפרטורה בינונית ונמוכה מתחת ל-500 מעלות כדי למנוע כשל בחמצון מהיר.
הגנה על פעולה יומית יכולה לעכב עוד יותר את הזדקנות חמצון הרכיבים. הימנע-לטווח ארוך ללא-עומס גבוה-משריפה ריקה בטמפרטורה של צינורות חימום ראש יחיד, דבר שיגרום לטמפרטורה- גבוהה במיוחד ולהאיץ את חמצון פני השטח. הגדר פרמטרי גבול עליון של טמפרטורה סבירה בהתאם לדרישות התהליך כדי למנוע טמפרטורה מופרזת החורגת מסף -החמצון של החומר. שמור על אזור חימום הציוד נקי ויבש, הימנע מכתמי שמן ואביזרים קורוזיביים אשר יחמירו חמצון וקורוזיה בטמפרטורה גבוהה-.
תחזוקה שוטפת וכיול חיוניים לשמירה על ביצועי המערכת. בדוק באופן קבוע את דרגת חמצון פני השטח של צינורות חימום, החלף בזמן רכיבים בשכבות תחמוצת רופפות ודילול דופן הצינור ברור. כייל באופן קבוע את דיוק מדידת הטמפרטורה של הצמד התרמי כדי לפצות על סחף קטן של פרמטרים שנגרמו כתוצאה מחמצון-לטווח ארוך, מה שמבטיח דיוק בקרת טמפרטורה יציב-לטווח ארוך. ניקוי בזמן של שכבות תחמוצת קצה חישת צמד תרמי משחזר את ביצועי חישת הטמפרטורה הרגישים.
חמצון-בטמפרטורה גבוהה הוא גורם הזדקנות בלתי נמנע עבור רכיבי חימום תעשייתיים, אך בחירת חומרים מדעיים, הגנה מבנית ותחזוקה סטנדרטית יכולים למעשה להאט את תהליך ההזדקנות. מערכות צמד תרמיות של צינורות לחימום ראש יחיד מותאמות נגד-חמצון יכולות לשמור על ביצועים יציבים במשך זמן רב בסביבות תעשייתיות-גבוהות. תצורה ותחזוקה מקצועית נגד-חמצון ממקסמות את חיי השירות וערך הפעולה של רכיבי בקרת טמפרטורה תעשייתיים.
