Heizelemente verschlechtern sich mit der Zeit aufgrund verschiedener Faktoren wie Versprödung, Verschmutzung, Korrosion, Beschädigung der Oxidschicht, Bildung von Hot Spots und Oxidation. Diese Faktoren können zu einem geringeren Wirkungsgrad, einem erhöhten Ausfallrisiko und schließlich zu einem Austausch führen.
Versprödung aufgrund von Kornwachstum: Eisenhaltige Heizelemente neigen dazu, große, spröde Körner zu bilden, wenn sie hohen Temperaturen ausgesetzt werden. Dies macht die Elemente sehr spröde und anfällig für Brüche, insbesondere in kaltem Zustand. Dieser Zustand kann durch unsachgemäße Handhabung oder plötzliche Stöße noch verschlimmert werden, was zu einem vorzeitigen Ausfall des Elements führt.
Verschmutzung und Korrosion: Elemente können durch Gase in der Ofenatmosphäre, Dämpfe von Flussmitteln, die beim Löten verwendet werden, oder Öldämpfe von wärmebehandelten Bauteilen verunreinigt werden. Diese Verunreinigungen können zu Trockenkorrosion an den Elementen führen, was deren Integrität und Leistung weiter verschlechtert. Die kritischsten Faktoren, die die Lebensdauer der Elemente unter solchen Bedingungen beeinflussen, sind die Temperatur des heißesten Punktes und das Verhältnis von intermittierendem zu kontinuierlichem Betrieb.
Beschädigung der Oxidschicht: Die Oxidschicht auf Heizelementen ist von entscheidender Bedeutung, da sie eine weitere Oxidation des inneren Metalls verhindert. Diese Schicht kann jedoch bei Abschaltungen beschädigt werden, wodurch das frische Metall der Oxidation ausgesetzt wird. Um die Lebensdauer des Heizelements zu verlängern, empfiehlt es sich, häufige Abschaltungen nach dem Einschalten der Maschine zu vermeiden.
Bildung von Hot Spots: Heiße Stellen sind Bereiche im Heizelement, die eine höhere Temperatur aufweisen als der Rest. Sie können durch lokale Oxidation verursacht werden, die den Querschnitt des Heizelements verringert, den Widerstand erhöht und die Hitze lokal begrenzt, was zu einem Ausfall führt. Weitere Faktoren sind eine unsachgemäße Halterung, eine hohe Elementtemperatur und die falsche Auswahl des Sicherungsmaterials, was zu Durchbiegung und Verformung führen kann, was wiederum ungleiche Abstände und potenzielle Kurzschlüsse zwischen benachbarten Abschnitten zur Folge hat.
Oxidation und Unterbrechung des Betriebs: Bei hohen Temperaturen bildet sich auf der Oberfläche des Heizelements ein kontinuierlicher und hartnäckiger Oxidbelag. Häufige Heiz- und Kühlzyklen können jedoch dazu führen, dass diese Ablagerungen reißen und abplatzen, wodurch frisches Metall der Oxidation ausgesetzt wird, was zu verstärkter lokaler Oxidation und zur Bildung von Hot Spots führt.
Wartung und Austausch: Regelmäßige Wartung ist entscheidend, um einen vorzeitigen Ausfall der Heizelemente zu verhindern. Dazu gehören monatliche Inspektionen auf Risse und Durchbiegung, jährlicher Austausch der Thermoelemente und regelmäßiger Austausch von Isolierung und Dichtungen. Heizelemente sollten nur ersetzt werden, wenn sie ausfallen, und es können einzelne Elemente ersetzt werden, was kostengünstiger ist als der gesamte Satz.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sich Heizelemente im Laufe der Zeit aufgrund physikalischer und chemischer Veränderungen, die durch die Betriebsumgebung und das Nutzungsverhalten verursacht werden, abnutzen. Eine ordnungsgemäße Wartung und Bedienung kann ihre Lebensdauer erheblich verlängern und eine effiziente Leistung gewährleisten.
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