La vida útil del elemento depende de la aleación utilizada, la temperatura del elemento, el diseño del elemento, la atmósfera ambiente, el ciclo de calentamiento, el tipo de soporte del elemento, etc.

Cuando se calientan, las aleaciones de calentamiento por resistencia forman una capa de óxido en su superficie que reduce una posterior oxidación del material. Para cumplir esta función, la capa de óxido debe ser densa y resistir la difusión de gases así como de iones metálicos. También debe ser delgada y adherirse bien al metal bajo las fluctuaciones de temperatura. Al equilibrar cuidadosamente los elementos de aleación, se pueden lograr aleaciones con mayor vida útil, temperaturas máximas de funcionamiento más altas y una resistencia mecánica mejorada a altas temperaturas.

La capa protectora de óxido de las aleaciones Kanthal®, formada a temperaturas superiores a 1000 °C (1830 °F), se compone principalmente de alúmina. El color es gris claro, mientras que, a temperaturas más bajas, inferiores a 1000 °C (1830 °F), el color del óxido se vuelve más oscuro. La capa de alúmina tiene excelentes propiedades aislantes y buena resistencia química a la mayoría de los compuestos.

Incluso con una buena adherencia, no se puede evitar cierto resquebrajamiento (descascaramiento) de la capa de óxido. Los daños en la capa de óxido se reparan mediante la formación espontánea de nuevo óxido.

El óxido formado en las aleaciones Nikrothal® consiste principalmente en óxido de cromo. El color es oscuro y sus 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®.

Para un alambre redondo, la relación entre el volumen y el área de la superficie es proporcional al diámetro. En la práctica, esto significa que a medida que aumenta el diámetro del alambre, hay más elemento de aleación disponible por unidad de superficie para formar un nuevo óxido. Por lo tanto, a una temperatura dada, los hilos más gruesos tienen una vida útil más prolongada que los hilos más delgados. De manera similar, en el caso de los elementos de tira, un mayor espesor conlleva una vida útil más prolongada.

Para estimar la calidad relativa de una aleación de resistencia, se debe elegir un método de prueba que considere tanto la tasa de oxidación como el desconchado. El método utilizado en Kanthal es el Bash-test (ASTM B-76 y B-78). Un hilo de 0,7 mm (0,0276 pulg.) se calienta eléctricamente a una temperatura estandarizada y se somete a ciclos de encendido y apagado cada dos minutos. Se registra el tiempo transcurrido hasta el fallo.

Los resultados de dichas pruebas se muestran en la siguiente 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 100%, y la durabilidad de las otras aleaciones está relacionada con esa cifra.

Numerosas aplicaciones prácticas también muestran una vida útil mucho más larga de los elementos Kanthal® que de los elementos equipados con alambre de NiCr(Fe).

La vida útil de una aleación de calentamiento por resistencia depende de varios factores, entre ellos los más importantes son:

• Temperatura
• Ciclos de temperatura
• Contaminación
• Composición de la aleación
• Oligoelementos e impurezas
• Diámetro del hilo
• Estado 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.

Resistencia a la corrosión