Contenido:
Vida útil
Propiedades de oxidación
Resistencia a la corrosión
Temperaturas máximas de alambre según el diámetro del alambre con funcionamiento en aire
Vida útil
La vida útil de la aleación de calentamiento por resistencia depende de una serie de factores; entre ellos, los más importantes son:
- temperatura
- ciclos de temperatura
- contaminación
- composición de la aleación
- oligoelementos e impurezas
- diámetro del alambre
- condición de la superficie
- atmósfera
- estrés mecánico
- método de regulación
Dado que estos son únicos para cada aplicación, es difícil dar pautas generales sobre las expectativas de vida útil. A continuación, ofrecemos recomendaciones sobre algunos de los factores de diseño importantes.
Propiedades de oxidación
Cuando se calientan, las aleaciones de calentamiento por resistencia forman una capa de óxido en su superficie que evita una mayor oxidación del material. Para cumplir esta función, la capa de óxido debe ser densa y resistir la difusión de gases y de iones metálicos. También debe ser delgada y adherirse al metal bajo fluctuaciones de temperatura. La capa protectora de óxido de las aleaciones Kanthal® que se forma a temperaturas superiores a 1000 °C (1830 °F) consiste principalmente en alúmina (Al2O3). El color es gris claro, mientras que, a temperaturas más bajas (menos de 1000 °C (1830 °F)), el color del óxido se vuelve más oscuro. La capa de alúmina tiene excelentes propiedades de aislamiento eléctrico y buena resistencia química a la mayoría de los compuestos.
El óxido formado en las aleaciones Nikrothal® consiste principalmente en óxido de cromo (Cr2O3). El color es oscuro y las propiedades de aislamiento eléctrico son inferiores a las de la alúmina.
La capa de óxido de las aleaciones Nikrothal® se descascarilla y se evapora más fácilmente que la capa de óxido más densa que se forma en las aleaciones Kanthal®.
Los resultados de varias pruebas de vida útil según ASTM B 78 (modificado) se incluyen en una tabla para las aleaciones Kanthal® y Nikrothal®. En la tabla, la durabilidad del alambre Kanthal® A-1 a 1200 °C (2190 °F) se establece en el 100 % y la durabilidad de las otras aleaciones está relacionada con esa cifra.
Resistencia a la corrosión
Los componentes corrosivos o potencialmente corrosivos pueden acortar considerablemente la vida útil del alambre. Las manos sudorosas, los materiales de montaje o soporte, o la contaminación pueden causar corrosión.
Vapor
El vapor acorta la vida útil del alambre. Este efecto es más pronunciado en las aleaciones Nikrothal® que en las aleaciones Kanthal®.
Halógenos
Los halógenos (flúor, cloro, bromo y yodo) atacan severamente todas las aleaciones de alta temperatura a temperaturas bastante bajas.
Azufre
En atmósferas sulfurosas, las aleaciones Kanthal® tienen una durabilidad considerablemente mejor que las aleaciones a base de níquel.
Kanthal® es particularmente estable en gases oxidantes que contienen azufre, mientras que los gases reductores con contenido de azufre disminuyen su vida útil.
Las aleaciones Nikrothal® son sensibles al azufre.
Sales y óxidos
Las sales de metales alcalinos, compuestos de boro, etc. en altas concentraciones son perjudiciales para las aleaciones de calentamiento por resistencia.
Metales
Algunos metales fundidos, como zinc, latón, aluminio y cobre, reaccionan con las aleaciones de resistencia. Por lo tanto, los elementos deben protegerse de las salpicaduras de metales fundidos.
Material de soporte cerámico
Se debe prestar especial atención a los soportes cerámicos que entran en contacto directo con el alambre de calentamiento. Los ladrillos refractarios para soporte de alambre deben tener un contenido de alúmina de al menos el 45 %. En aplicaciones a alta temperatura, a menudo se recomienda el uso de silimanita y ladrillos refractarios con alto contenido de alúmina. El contenido de sílice libre (cuarzo no combinado) debe mantenerse bajo. El contenido de óxido de hierro (Fe2O3) debe ser lo más pequeño posible, preferiblemente por debajo del 1 %. Debe evitarse el vidrio de agua como aglutinante en los cementos.
Compuestos de incrustación
La mayoría de los compuestos de incrustación, incluidas las fibras cerámicas, son adecuados para Kanthal® y Nikrothal® si están compuestos de alúmina, alúmina-silicato, magnesia o circón.
Temperaturas máximas de alambre según el diámetro del alambre con funcionamiento en aire
| Aleación | Diámetro | |||||||
| 0,15 – 0,40 mm | 0,0059 – 0,0157 pulg. | 0,41 – 0,95 mm | 0,0161 – 0,0374 pulg. | 1,0 – 3,0 mm | 0,039 – 0,18 pulg. | >3,0 mm | >0,118 pulg. | |
| °C | °F | °C | °F | °C | °F | °C | °F | |
| Kanthal® AF | 900 – 1100 | 1650 – 2010 | 1100 – 1225 | 2010 – 2240 | 1225 – 1275 | 2240 – 2330 | 1300 | 2370 |
| Kanthal® A | 925 – 1050 | 1700 – 1920 | 1050 – 1175 | 1920 – 2150 | 1175 – 1250 | 2150 – 2280 | 1350 | 2460 |
| Kanthal® AE | 950 – 1150 | 1740 – 2100 | 1150 – 1225 | 2100 – 2240 | 1225 – 1250 | 2240 – 2280 | 1300 | 2370 |
| Kanthal® D | 925 – 1025 | 1700 – 1880 | 1025 – 1100 | 1880 – 2010 | 1100 – 1200 | 2010 – 2190 | 1300 | 2370 |
| Nikrothal® 80 | 925 – 1000 | 1700 – 1830 | 1000 – 1075 | 1830 – 1970 | 1075 – 1150 | 1970 – 2100 | 1200 | 2190 |
| Nikrothal® TE | 925 – 1000 | 1700 – 1830 | 1000 – 1075 | 1830 – 1970 | 1075 – 1150 | 1970 – 2100 | 1200 | 2190 |
| Nikrothal® 60 | 900 – 950 | 1650 – 1740 | 950 – 1000 | 1740 – 1830 | 1000 – 1075 | 1830 – 1970 | 1150 | 2100 |
| Nikrothal® 40 | 900 – 950 | 1650 – 1740 | 950 – 1000 | 1740 – 1830 | 1000 – 1050 | 1830 – 1920 | 1100 | 2010 |