寿命と最高許容温度

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防ぎます。この機能を果たすためには、酸化物層が緻密で、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。

内容:
Kanthal®合金の使用
 温度変化を避ける
 厚い発熱体素材を選択する
 発熱体温度を炉の雰囲気に合わせる
 固体物質、液体、ガスによる腐食を避ける

これらの点で、Kanthal®合金上に形成された酸化アルミニウムは、Nikrothal®合金上に形成された酸化アルミニウムよりもさらに優れており、Kanthal®発熱体の動作寿命を大幅に延ばすことに貢献しています。発熱体寿命の比較を下図に示します。この章では、できるだけ長い発熱体寿命を得るための一般的なアドバイスを紹介します。

Kanthal®合金の使用

Kanthal®合金で作られた発熱体は、ニッケルクロム材料で作られた発熱体よりも最大4倍長い寿命を持っています。温度が高いほど、その差は大きくなります。

温度変化を避ける

発熱体の動作寿命は、急激な温度変動によって短くなります。したがって、サイリスタなどを使用して、できるだけ均一な温度を提供する電気制御装置を選択することをお勧めします。

比較寿命 (Kanthal® A-1 (1200°C = 100%)

Comparative life.jpg

厚い発熱体素材を選択する

線径が太くなればなるほど、新しい酸化物を形成するために表面単位当たりにより多くの合金元素を利用できるようになるという点で、材料の太さは発熱体の寿命と直接的な関係があります。したがって、特定の温度では、太いワイヤの方が細いワイヤよりも寿命が長くなります。したがって、ストリップ発熱体の場合、厚さを増やすと寿命が長くなります。一般に、最低3 mmのワイヤ直径と2 mmのストリップ厚さを推奨します。

発熱体温度を炉の雰囲気に合わせる

この表は一般的な炉の雰囲気と、発熱体の最高使用温度に及ぼす影響を示しています。 Nikrothal®は、800～950°Cで「グリーンロット」が発生する危険性があるため、COを含む保護ガス雰囲気の炉では使用しないでください。

このような場合は、発熱体が空気中で1050°Cで7～10時間予備酸化されることを条件として、Kanthal®合金が推奨されます。発熱体の再酸化は定期的に実行する必要があります。

固体物質、液体、ガスによる腐食を避ける

炉雰囲気中の不純物、たとえば油分、埃、揮発性物質、炭素堆積物は発熱体を損傷させます。硫黄はすべてのニッケル合金に有害です。さまざまな形態の塩素は、Kanthal®とNikrothal®合金の両方を侵します。溶融金属や塩の飛沫も発熱体を損傷する可能性があります。

さまざまな雰囲気における最大許容温度

	Kanthal® A-1 and Kanthal® APM	Kanthal® AF	Kanthal® D	Nikrothal®80および70	Nikrothal® 60	Nikrothal® 40
	°C	°C	°C	°C	°C	°C
酸化:
空気、乾燥	1400^a)	1300	1300	1200^d)	1150	1100
空気、湿気	1200	1200	1200	1150	1100	1050
中性:
N₂、窒素^b)	1200	1250	1150	1250	1200	1150
空気、アルゴン	1400^a)	1300	1300	1250	1200	1150
発熱:
10 CO、15 H₂、5 CO₂、70 N₂	1150	1150	1100	1100^c)	1100	1100
削減:
吸熱性:
20 CO、40 H₂、40 N₂	1050	1050	1000	1100^c)	1100	1100
H₂、水素	1400^a)	1300	1300	1250	1200	1150
分解アンモニア^e) :
75 H₂、25 N₂	1200	1200	1100	1250	1200	1150
真空:
10^-3 dry	1150	1200	1100	1000	900	900

a) Kanthal APMの場合、最大1425°C
b)事前酸化された材料にはより高い値が適用されます
c)浸炭雰囲気では「グリーンロット」が形成されるリスクに注意してください。 Kanthal® AFまたはNikrothal® 70を使用してください。
d)Nikrothal 70の場合、1250°C
e)クラッキングされたアンモニアが作り出す雰囲気は、クラッキングされていないアンモニアを含むため、最高許容温度が下がります。