El tubo calefactor de un solo cabezal (también conocido como tubo calefactor eléctrico de un solo cabezal o varilla calefactora) es un componente clave en los sistemas de calefacción industrial, ampliamente utilizado en campos como el calentamiento de moldes, maquinaria plástica, equipos químicos, etc. El diseño y producción de un tubo calefactor de un solo cabezal de alta calidad requiere una consideración integral de múltiples aspectos como la selección de materiales, el diseño estructural, el control de procesos y la verificación del rendimiento. El siguiente es un proceso detallado de diseño y producción:
1. Fase de diseño
1. Determinar los parámetros básicos.
Demanda de energía: Calcule la potencia requerida en función de los requisitos de temperatura del objeto calefactor. Por ejemplo, cuando la temperatura de trabajo del molde es de 300 ℃, la carga superficial recomendada es de 3W/cm².
Especificaciones de tamaño: incluido el diámetro (comúnmente 3-25 mm), longitud (20-2000 mm) y voltaje de funcionamiento (36 V-380 V).
Método de instalación: determine el método de fijación, como brida, rosca o inserción directa, y asegúrese de que el espacio con el orificio del molde se controle dentro de 0,05 mm para optimizar la disipación de calor.
2. Diseño estructural
Disposición del cable calefactor: el alambre de aleación de níquel-cromo se enrolla alrededor de una varilla con núcleo de óxido de magnesio y se logra un calentamiento uniforme o un control de temperatura de múltiples etapas ajustando la densidad del devanado.
Estructura interna: Termopar incorporado opcional (tipo J/K) para un control preciso de la temperatura, o diseñado para extender la sección sin calefacción para cumplir con los requisitos de escenarios especiales.
Tratamiento de aislamiento: llene polvo de óxido de magnesio de alta pureza y comprímalo para garantizar que la resistencia de aislamiento entre el cable calefactor y la carcasa metálica sea ≥ 50 M Ω.
2 、 Selección y preparación de materiales.
1. Materiales centrales
Carcasa metálica: elija el material según la temperatura (como acero inoxidable 304 con una resistencia a la temperatura de 400 ℃, 310S con una resistencia a la temperatura de 700 ℃).
Elemento calefactor: alambre de aleación de níquel-cromo (resistencia a altas temperaturas, resistencia estable) o alambre de hierro-cromo-aluminio (menor costo).
Medio aislante: polvo de óxido de magnesio (alta pureza, buena conductividad térmica).
2. Materiales auxiliares
Electrodo de salida: Cable de fibra de vidrio de alta temperatura (estándar de 300 mm) o cable de níquel puro (escenario de alta potencia).
Componente del cabezal: material de sellado resistente al calor (como resina epoxi).
3. Flujo del proceso de producción.
1. Procesamiento de tubería principal.
Corte y conformado: corte el tubo de acero inoxidable a la longitud de diseño y garantice un espesor de pared uniforme mediante el conformado por prensado en frío.
Tratamiento de soldadura: la soldadura por arco de argón se utiliza para sellar, y la costura de soldadura debe estar libre de grietas y cumplir con el estándar de estanqueidad.
2. Montaje interno
Bobinado y llenado de alambre: el alambre de aleación se enrolla alrededor de una varilla central de óxido de magnesio, se inserta en el tubo principal, se llena con polvo de óxido de magnesio y la máquina lo comprime para descargar aire.
Conexión del cable: suelde el electrodo e instale una funda medidora de temperatura (si es necesario).
3. Tratamiento superficial
Limpieza: Eliminar escorias metálicas residuales y óxidos de soldadura.
Recubrimiento: cromado, galvanizado galvanizado o rociado para mejorar la resistencia a la corrosión.
4. Pruebas de rendimiento y optimización.
1. Elementos clave de prueba
Rendimiento eléctrico: Prueba de resistencia de aislamiento en frío (≥ 50 M Ω), detección de corriente de fuga.
Rendimiento térmico: prueba de tiempo de calentamiento (≤ 15 minutos a la temperatura nominal), verificación de desviación de potencia (± 5% -10%).
Resistencia mecánica: prueba de presión (1,5 veces la presión de trabajo).
2. Optimización de problemas comunes
Mejora de la vida: mejore la disipación de calor reduciendo el espacio entre los orificios de instalación (como 0,05 mm) para evitar quemaduras en seco.
Uniformidad de temperatura: Adopción de un diseño de bobinado de alambre de tipo calentamiento uniforme o una estructura de tipo de regulación de potencia.
5. Sugerencias de aplicación y mantenimiento.
1. Escenarios de aplicación típicos
Calentamiento del molde: incrustado en una placa metálica para mantener la temperatura del material fundido.
Calentamiento de líquidos: utilizado en recipientes de reacción química o líneas de producción farmacéutica.
2. Precauciones de uso
Tratamiento a prueba de humedad: Evite el almacenamiento prolongado en ambientes húmedos.
Inspección periódica: supervise el envejecimiento del plomo y la degradación del rendimiento del aislamiento.
A través de un diseño científico, un control estricto del proceso y una verificación integral del rendimiento, se pueden producir tubos calefactores de un solo cabezal eficientes y duraderos. En aplicaciones prácticas, los parámetros deben personalizarse según las necesidades específicas. Por ejemplo, los escenarios de alta potencia (>20W/cm²) requieren tecnología importada, mientras que los sistemas de control de temperatura de precisión recomiendan modelos con termopares incorporados.