발열체는 여러 가지 요인으로 인해 고장이 날 수 있습니다. 여기에는 핫스팟 형성, 산화, 취성, 부적절한 재료 선택, 환경 조건 등이 포함됩니다. 이러한 원인을 이해하면 적절한 재료를 선택하고, 더 나은 지지 구조를 설계하고, 발열체의 수명을 연장하기 위한 예방 조치를 구현하는 데 도움이 될 수 있습니다.
발열체 고장의 4가지 일반적인 원인과 이를 예방하는 방법
핫스팟 형성
- 국부적 산화: 높은 비율의 국부 산화는 발열체 와이어의 단면을 감소시킬 수 있습니다. 이로 인해 저항과 국부적 열이 증가하여 고장으로 이어질 수 있습니다.
- 지지대에 의한 차폐: 차폐는 복사에 의한 국부적 열 손실을 줄여 차폐된 부분의 온도 상승을 유발할 수 있습니다. 이는 최소한의 서포트를 사용하여 완화할 수 있습니다.
- 높은 소자 온도: 과도한 온도는 처짐과 뒤틀림으로 이어져 간격이 고르지 않고 단락을 일으킬 수 있습니다.
산화 및 작동 간헐성
- 산화물 스케일 형성: 소자 표면에 지속적인 산화물 스케일이 형성되어 내부 금속을 보호합니다. 그러나 잦은 가열 및 냉각 주기로 인해 이 스케일이 깨지고 벗겨져 새 금속이 산화에 노출되고 핫스팟이 발생할 수 있습니다.
입자 성장으로 인한 취성
- 부서지기 쉬운 입자: 철을 함유한 가열 합금은 고온에서 크고 부서지기 쉬운 입자를 형성합니다. 차가워지면 이러한 요소는 매우 부서지기 쉬워 쉽게 파열될 수 있습니다.
재료 선택 및 저항
- 요소 직경: 발열체의 직경은 저항에 영향을 줍니다. 직경이 클수록 저항이 낮아져 고온 용도에 적합합니다.
- 재료 구성: 크롬, 니켈, 철, 텅스텐, 몰리브덴과 같은 일반적인 재료에 따라 발열체의 저항과 특정 용도에 대한 적합성이 결정됩니다.
환경 및 운영 조건
- 진공 챔버: 진공 환경에서는 증발과 그에 따른 단면적 감소를 방지하기 위해 증기압이 낮은 소재가 필요합니다.
- 장착 및 배선: 단락을 방지하려면 적절한 절연과 마운팅 재료의 청결이 중요합니다.
- 습도 및 부식성 가스: 습도가 높고 부식성 가스가 존재하면 발열체 표면이 부식되어 수명에 영향을 줄 수 있습니다.
예방 조치
- 보호 퓨즈 사용: 적절한 융점을 가진 퓨즈를 사용하면 과부하 및 시스템 고장을 방지할 수 있습니다.
- 적절한 취급 및 유지 관리: 요소와 그 주변을 정기적으로 청소하고 유지 관리하면 오염과 손상을 방지할 수 있습니다.
- 잦은 셧다운 방지: 잦은 종료는 산화층을 손상시켜 요소의 수명을 단축시킬 수 있습니다.
이러한 핵심 사항을 해결하면 발열체의 신뢰성과 수명을 크게 향상시켜 난방 시스템의 효율적이고 안전한 작동을 보장할 수 있습니다.
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