© 2016 NEOTERM Piece laboratoryjne

 


W rozmowach z Klientami spotykamy często powtarzające się pytania dotyczące różnic konstrukcyjnych zespołów grzejnych pieców laboratoryjnych. Odpowiadamy najczęściej na pytania: czym się różnią, jakie rozwiązanie jest najlepsze? Wychodząc naprzeciw wątpliwościom przedstawiamy podstawowe informacje z tego zakresu.

Przegląd cech najczęściej stosowanych rozwiązań konstrukcyjnych zespołów grzejnych pieców laboratoryjnych:

 

 

- wady

 

- zalety

 Spirala grzejna umieszczona na rurkach lub prętach ceramicznych

Spirala grzejna umieszczona w otwartych kanałach płyty ceramicznej

Spirala grzejna umieszczona w otworach płyty ceramicznej

Spirala grzejna nawinięta na prostokątną lub okrągłą rurę ceramiczną

    Spirala grzejna zainkludowana („zatopiona”) w sklejonych ze sobą płytach

Konstrukcja

prosta i tania

prosta

średnio skomplikowana

prosta i tania

skomplikowana i droga

Pojemność
cieplna

małą

średnia

średnia do dużej

duża

bardzo duża

Szybkość nagrzewania komory

bardzo duża

średnia

średnia

mała

średnia

Ciężar zespołu grzejnego

bardzo mały

średni

średni

duży

duży

Odporność na odpryski zgorzeliny

brak

brak

duża

duża

duża

Odporność na mechaniczne uszkodzenia grzałek

brak

średnia

duża

bardzo duża

bardzo duża

Odporność na chłodzenie z otwartymi drzwiczkami

brak

średnia

średnia do dużej

duża

bardzo duża

Odporność na wilgotny wsad

brak

mała

duża

duża

duża

Spływanie spirali grzejnej

występuje

występuje

występuje

nie występuje

nie występuje

Możliwość wykonania komory z niegrzanym spodem

więcej

tak

tak

tak

nie

tak

Zastosowanie

średnie i duże piece powyżej 50dm3

małe, średnie i duże piece

małe i średnie, rzadko duże piece

małe i średnie piece do 30dm3 rzadko większe

małe i średnie piece

 

 

 

 

 

 

Uwagi praktyczne

1)                  Każde z przedstawionych rozwiązań konstrukcyjnych ma swoje wady i zalety. Piec należy dobierać do indywidualnych, ściśle sprecyzowanych potrzeb, ponieważ w niektórych przypadkach wada może okazać się zaletą a zaleta wadą.

 

2)                  W razie przepalenia się spirali zawsze należy wymienić zarówno spiralę jak i ceramikę nośną spirali. Podczas pracy pieca w ceramikę wdyfundowuje materiał spirali tworząc ścieżki przewodzące prąd, które dopóki spirala leży nieruchomo nie wpływają istotnie na jej trwałość. Przemieszczenie spirali lub położenie nowej na starej ceramice spowoduje  szybkie jej przepalenie. Zalecenie to jest o tyle istotne bowiem, często ze względu na koszty wymieniana jest sama spirala.

 

3)                  Trwałość zespołu grzejnego zależy zarówno od użytych materiałów, prawidłowo przeprowadzonych obliczeń cieplnych, staranności wykonania jak i warunków w jakich piec będzie eksploatowany. Głównymi parametrami eksploatacyjnymi wpływającymi na trwałość są: temperatura spirali i atmosfera w piecu. Trwałość spirali maleje wraz ze wzrostem temperatury oraz przy występowaniu atmosfery redukującej lub zawierającej związki azotu.

 

4)                  Sprawność cieplna spirali grzejnej (nie mylić jej z trwałością lub sprawnością pieca) jest zawsze taka sama i wynosi 100%. Istnieje mylne przekonanie, że największą sprawność mają spirale umieszczone na prętach.

 

 

 

 

 

           

 

 

 

 

 

 

▪ Spływanie spirali grzejnej – podczas wielokrotnego nagrzewania i chłodzenia pieca w swobodnie umieszczonych spiralach obserwuje się gromadzenie pojedynczych zwojów w grupy, z tych grup emisja ciepła jest utrudniona co w konsekwencji prowadzi do miejscowego przegrzania i skrócenia żywotności spirali.
▪ Odporność na mechaniczne uszkodzenie spirali – cecha ważna jeśli wygrzewany wsad jest duży w stosunku do komory i wyjmujemy go z gorącego pieca. Manewrowanie szczypcami w ciasnym gorącym piecu prowadzi często do uszkodzenia „otwartej”, kruchej spirali.
▪ Odporność na odpryski zgorzeliny – cecha istotna podczas wygrzewania wsadu metalowego. Na jego powierzchni powstaje zgorzelina (warstwa tlenków), która pęka i odpryskuje. Zetknięcie się nawet niewielkiej ilości zgorzeliny ze spiralą powoduje skrócenie jej żywotności.
▪ Szybkość nagrzewania komory – (nie mylić z szybkością nagrzewania wsadu). Mały wsad nagrzewa się prawie tak samo szybko jak komora, duży po osiągnięciu przez komorę zadanej temperatury wymaga wygrzewania przez pewien czas, po to by temperatura ujednorodniła się w całej objętości wsadu. Dla celów praktycznych można przyjąć, że im większa bryła wsadu i im szybszy piec tym dłużej należy go wygrzewać. Inaczej, szybki piec w przypadku gdy duży wsad nagrzewamy razem z piecem praktycznie nie przyśpiesza procesu. Przyśpieszenie zachodzi wówczas gdy wsad wkładamy do już gorącego pieca. Wówczas krócej czekamy na nagrzanie się pustego pieca.
▪ Pojemność cieplna zespołu grzejnego (zdolność do magazynowania ciepła) - Im większa tym wolniej spada temperatura w komorze po otwarciu drzwiczek a po zamknięciu szybciej wzrasta. Ma to praktyczne znaczenie przy już ustabilizowanej temperaturze gdy występuje konieczność częstego otwierania drzwiczek.