כאשר חומרים סטנדרטיים אינם מספיקים – דרישות טמפרטורה- גבוהות עבור מחממי 3.5 מ"מ
ביישומים תעשייתיים רבים, נירוסטה סטנדרטיתמחמם מחסניותעובד אמין במשך שנים. אבל כאשר טמפרטורת היעד מטפסת מעל 400 מעלות, הכללים משתנים. עֲבוּרמחמם מחסנית קטן בקוטר-עם אקוטר של 3.5 מ"מ, פעולה-בטמפרטורה גבוהה דוחפת כל חומר לקצה גבול היכולת, ובחירה במבנה הנכון אינה אופציונלית-היא חיונית לבטיחות ולפונקציונליות.
המרכיב הראשון שיש לקחת בחשבון הוא הנדן. פלדת אל חלד דרגה 304 מתחילה להתחמצן במהירות בטמפרטורות מתמשכות מעל 450 מעלות. חמצון זה מופיע כקשקשים או שינוי צבע ובסופו של דבר מחליש את דופן הצינור, מה שהופך אותו לרגיש לסדקים. עבור יישומים הדורשים טמפרטורות עבודה של עד 750 מעלות, סגסוגות ניקל גבוהות- כגון Incoloy 800 או GH3030 הן הסטנדרט בתעשייה. חומרים אלה יוצרים שכבת תחמוצת כרום מגינה המתנגדת לחמצון נוסף, ושומרת על שלמות מבנית גם בחום גבוה.
בתוך המחמם, בידוד מגנזיום אוקסיד (MgO) חייב להיות בעל טוהר וצפיפות גבוהים במיוחד. בטמפרטורות גבוהות, זיהומים ב-MgO יכולים להיות מוליכים, מה שמוביל לירידה בהתנגדות הבידוד. תהליכי ייצור באיכות-גבוהה משתמשים ב-MgO מיובש בוואקום-בטוהר- גבוה, דחוס לצפיפות של 3.3 גרם/ס"מ³ ומעלה. זה מבטיח שההתנגדות החשמלית בין חוט החימום לנדן נשארת יציבה גם כשהטמפרטורה הפנימית מגיעה ל-800 מעלות.
גם חוט ההתנגדות עצמו חייב להשתנות. לסגסוגות ניקל- סטנדרטיות כרום (NiCr) יש מגבלת טמפרטורה רציפה מקסימלית של סביב 950 מעלות עבור ליבת החוט, אך ב-מחמם מחסניות, טמפרטורת החוט תמיד גבוהה מטמפרטורת הנדן. עבור פעולה אמינה לטווח ארוך- בטמפרטורות מעטה מעל 500 מעלות, נעשה שימוש לעתים קרובות בסגסוגות-בטמפרטורה גבוהה כגון NiCr 80/20 או סגסוגות ברזל-כרומיום-אלומיניום (FeCrAl). חומרים אלו שומרים על החוזק המכני שלהם ועמידים בפני צניחתם, דבר קריטי בצינור בקוטר 3.5 מ"מ שבו יש למקם את החוט במדויק כדי למנוע מגע עם הנדן.
ניואנס אחד שמזלזלים בו לעתים קרובות הוא ההשפעה של טמפרטורה גבוהה על יציאת חוט ההובלה. גם אם גוף המחמם יכול לעמוד ב-600 מעלות, הנקודה שבה יציאת הלידים לא יכולה להיחשף לטמפרטורות כאלה. בעיצובים של טמפרטורה- גבוהה, האזור הקר בדרך כלל מורחב, והלידים עשויים מכבל קלוע מניקל או נירוסטה עם בידוד סיבים קרמיים. עיצובים מסוימים משלבים קטע מעבר שבו צינור מתכת קשיח מרחיב את האזור הקר, ומאפשר ללידים הגמישים להסתיים הרחק מהאזור החם.
יישומים הדורשים יכולות-טמפרטורות גבוהות אלו הם מגוונים. הם כוללים מכונות אריזה האוטמות חומרים עבים, מערכות הפעלה חמות לפלסטיקה הנדסית הדורשות טמפרטורות התכה של מעל 400 מעלות ותנורים תעשייתיים המשמשים לריפוי חומרים מרוכבים. בכל מקרה, תקןמחמם מחסניותייכשל תוך שעות או ימים, בעוד שיחידת טמפרטורה{0}}גבוהה בנויה כהלכה יכולה לפעול במשך אלפי שעות.
בהתבסס על ניסיון, הטעות הנפוצה ביותר ביישומי-טמפרטורות גבוהות היא ההנחה שתנור חימום שמתאים פיזית יספיק. הדינמיקה התרמית בטמפרטורות גבוהות דורשת גישה הוליסטית. ההתאמה בין המחמם לחור הופכת אפילו יותר קריטית מכיוון שכל פער אוויר יגרום למשטח המחמם לפעול הרבה יותר חם מטמפרטורת התהליך הרצויה. באופן דומה, מערכת הבקרה חייבת להיות מסוגלת להתמודד עם המסה התרמית המופחתת בטמפרטורות גבוהות, ולעתים קרובות דורשת קצבי דגימה מהירים יותר ואלגוריתמי PID מתוחכמים יותר.
בסופו של דבר, עבור כל יישום שבו טמפרטורת הנדן צפויה לעלות על 450 מעלות, כדאי להתייעץ עם צוותי הנדסה לגבי חומרים מיוחדים. השקעה בדירוג-טמפרטורה- גבוהמחמם מחסנית קטן בקוטר-מלכתחילה מונע את העלויות הנסתרות של החלפות תכופות, השבתה בייצור וסכנות בטיחותיות פוטנציאליות.
