内容:
寿命
酸化特性
耐腐食性
空気中で使用した場合のワイヤ径による最高ワイヤ温度

寿命

抵抗加熱合金の寿命は多くの要因に左右されますが、その中でも最も重要な要因は以下の通りです。

• 温度
• 温度サイクル
• 汚染
• 合金組成
• 微量元素と不純物
• 線径
• 表面状態
• 雰囲気
• 機械的ストレス
• 調整方法

これらは用途によって異なるため、期待される寿命の一般的なガイドラインを示すことは困難です。 重要な設計要素に関する推奨事項を以下に示します。

酸化特性

抵抗加熱合金は、加熱されると表面に酸化膜が形成され、材料のさらなる酸化を遅らせます。 この機能を果たすためには、酸化物層が緻密で、金属イオンだけでなくガスの拡散にも抵抗しなければなりません。 また、薄くて、温度変化の下でも金属に密着しなければなりません。 1000℃ (1830°F) 以上の高温で形成されるKanthal®合金の保護酸化物層は、主にアルミナ (Al2O3) から構成されています。 色は薄い灰色で、低温 (1000℃ (1830°F) 以下) では酸化物の色は濃くなります。 アルミナ層は電気絶縁性に優れ、ほとんどの化合物に対して良好な耐薬品性を示します。

Nikrothal®合金に形成される酸化物は、主に酸化クロム (Cr2O3) です。 色が黒く、電気絶縁性もアルミナに比べて劣ります。

Nikrothal®合金の酸化被膜は、Kanthal®合金に形成される強固な酸化被膜よりもスポールしやすく、蒸発しやすい性質があります。

ASTM B 78 (修正) に準拠したいくつかの寿命試験の結果が、Kanthal®およびNikrothal®合金の表に示されています。 表では、Kanthal® A-1ワイヤーの1200°C (2190°F) での耐久性が100%に設定されており、他の合金の耐久性はその数値に関連しています。

耐腐食性

腐食性または腐食の可能性のある成分は、ワイヤーの寿命を著しく縮める可能性があります。 汗をかいた手、取り付けまたは支持材料、汚染は腐食の原因となります。

蒸気

蒸気はワイヤーの寿命を縮めます。 この効果は、Kanthal®合金よりもNikrothal®合金でより顕著です。

ハロゲン

ハロゲン (フッ素、塩素、臭素、ヨウ素) は、かなり低い温度ですべての高温合金をひどく侵します。

硫黄

硫黄雰囲気では、Kanthal®合金はニッケル基合金よりも耐久性に優れています。

Kanthal®は、硫黄を含む酸化ガスに対して特に安定していますが、硫黄を含む還元ガスでは耐用年数が短くなります。

Nikrothal®合金は硫黄に敏感です。

塩と酸化物

高濃度のアルカリ金属の塩、ホウ素化合物などは抵抗加熱合金に有害です。

金属

亜鉛、真鍮、アルミニウム、銅などの溶融金属の一部は、抵抗合金と反応します。 したがって、発熱体は溶融金属の飛沫から保護する必要があります。

セラミックサポート材

熱線と直接接触するセラミックサポート部には特に注意が必要です。 ワイヤーサポート用の耐火煉瓦は、アルミナ含有量が少なくとも45%以上である必要があります。 高温の用途では、シリマナイトや高アルミナ質耐火レンガの使用が推奨されます。 遊離シリカ (結合していない石英) の含有量を低く抑える必要があります。 酸化鉄 (Fe2O3) の含有量はできるだけ少なく、できれば1%未満にする必要があります。 セメント結合剤としての水ガラスは避けなければなりません。

埋込化合物

アルミナ、アルミナシリケート、マグネシア、ジルコンからなるセラミックファイバーを含むほとんどの埋込化合物は、Kanthal®およびNikrothal®に適しています。

空気中で使用した場合のワイヤ径による最高ワイヤ温度