Molto spesso, se vuoi fare o riparare stufa forni elettrici fai-da-te, una persona ha molte domande. Ad esempio, quale diametro prendere il filo, quale dovrebbe essere la sua lunghezza o quale potenza si può ottenere usando un filo o un nastro con determinati parametri, ecc. Con il giusto approccio per risolvere questo problema, è necessario tenere conto di molti parametri, ad esempio la forza della corrente che passa stufa, temperatura di esercizio, tipo rete elettrica e altri.

Questo articolo fornisce dati di riferimento sui materiali più comuni nella produzione di riscaldatori. forni elettrici, nonché la metodologia e gli esempi del loro calcolo (calcolo dei riscaldatori per forni elettrici).

Riscaldatori. Materiali per la fabbricazione di riscaldatori

Direttamente stufa- uno degli elementi più importanti del forno, è colui che esegue il riscaldamento, ha la temperatura più alta e determina le prestazioni dell'impianto di riscaldamento nel suo insieme. Pertanto, i riscaldatori devono soddisfare una serie di requisiti, elencati di seguito.

Requisiti per i riscaldatori

Requisiti di base per riscaldatori (materiali per riscaldatori):

I riscaldatori devono avere una resistenza al calore (resistenza all'incrostazione) e una resistenza al calore sufficienti. Resistenza al calore - resistenza meccanica alle alte temperature. Resistenza al calore - resistenza di metalli e leghe alla corrosione del gas ad alte temperature (le proprietà di resistenza al calore e resistenza al calore sono descritte in modo più dettagliato nella pagina).
Stufa in un forno elettrico deve essere di un materiale ad alta resistività elettrica. parlando linguaggio semplice il più alto resistenza elettrica materiale, più si riscalda. Pertanto, se prendi un materiale con meno resistenza, hai bisogno di un riscaldatore di maggiore lunghezza e con un'area della sezione trasversale più piccola. Non sempre un riscaldatore sufficientemente lungo può essere posizionato nel forno. Dovrebbe anche essere preso in considerazione maggiore è il diametro del filo da cui è fatto il riscaldatore, il lungo termine il suo servizio . Esempi di materiali con un'elevata resistenza elettrica sono leghe di cromo-nichel, leghe di ferro-cromo-alluminio, che sono leghe di precisione con un'elevata resistenza elettrica.
Un coefficiente di resistenza a bassa temperatura è un fattore essenziale nella scelta di un materiale per un riscaldatore. Ciò significa che quando la temperatura cambia, la resistenza elettrica del materiale stufa non cambia molto. Se il coefficiente di temperatura della resistenza elettrica è elevato, per accendere il forno a freddo, è necessario utilizzare trasformatori che inizialmente forniscano una tensione ridotta.
Le proprietà fisiche dei materiali del riscaldatore devono essere costanti. Alcuni materiali, come il carborundum, che è un riscaldatore non metallico, possono cambiare le loro proprietà nel tempo. Proprietà fisiche, in particolare la resistenza elettrica, che complica le condizioni del loro funzionamento. Per stabilizzare la resistenza elettrica vengono utilizzati trasformatori con un numero elevato di gradini e un intervallo di tensione.
I materiali metallici devono avere buone proprietà tecnologiche, ovvero duttilità e saldabilità, in modo da poter essere trasformati filo, nastro e dal nastro - elementi riscaldanti di configurazione complessa. Anche riscaldatori può essere fatto da non metalli. I riscaldatori non metallici vengono pressati o modellati in un prodotto finito.

Materiali per la fabbricazione di riscaldatori

I più adatti e più utilizzati nella produzione di resistenze per forni elettrici sono leghe di precisione ad alta resistenza elettrica. Questi includono leghe a base di cromo e nichel ( cromo-nichel), ferro, cromo e alluminio ( ferro-cromo-alluminio). I gradi e le proprietà di queste leghe sono discussi in “Leghe di precisione. Segni". I rappresentanti delle leghe di cromo-nichel sono i gradi Kh20N80, Kh20N80-N (950-1200 ° C), Kh15N60, Kh15N60-N (900-1125 ° С), ferro-cromoalluminio - gradi Kh23Yu5T (950-1400 ° С), Kh27Yu5T ( 950-1350 °C), X23Yu5 (950-1200 °C), X15Yu5 (750-1000 °C). Esistono anche leghe ferro-cromo-nichel - Kh15N60Yu3, Kh27N70YuZ.

Le leghe sopra elencate hanno buone proprietà di resistenza al calore e resistenza al calore, quindi possono lavorare ad alte temperature. Buona resistenza al calore fornisce una pellicola protettiva di ossido di cromo, che si forma sulla superficie del materiale. La temperatura di fusione del film è superiore alla temperatura di fusione della lega stessa; non si screpola se riscaldata e raffreddata.

Diamo una descrizione comparativa di nicromo e fecrale.
Vantaggi del nicromo:

buone proprietà meccaniche sia alle basse che alle alte temperature;
la lega è resistente al creep;
ha del bene proprietà tecnologiche– plasticità e saldabilità;
ben elaborato;
non invecchia, non magnetico.

Svantaggi del nicromo:

alto costo del nichel - uno dei componenti principali della lega;
temperature di esercizio inferiori rispetto a Fechral.

Vantaggi di fechral:

lega più economica rispetto al nichelcromo, tk. non contiene ;
ha una resistenza al calore migliore rispetto al nichelcromo, ad esempio, Fechral X23Yu5T può funzionare a temperature fino a 1400 °C (1400 °C è la temperatura massima di esercizio per un riscaldatore in filo Ø 6,0 mm o più; Ø 3,0 - 1350 °C; Ø 1,0 - 1225 °С; Ø 0,2 - 950 °С).

Svantaggi fecrali:

lega fragile e fragile, queste proprietà negative sono particolarmente pronunciate dopo che la lega è stata a una temperatura superiore a 1000 ° C;
perché fechral ha il ferro nella sua composizione, quindi questa lega è magnetica e può arrugginire in atmosfera umida a temperature normali;
ha una bassa resistenza allo scorrimento;
interagisce con il rivestimento in argilla refrattaria e gli ossidi di ferro;
I riscaldatori Fechral si allungano notevolmente durante il funzionamento.

Anche confronto di leghe fecrale e nichelcromo prodotto nell'articolo.

Recentemente sono state sviluppate leghe del tipo Kh15N60Yu3 e Kh27N70YuZ; con l'aggiunta del 3% di alluminio, che ha notevolmente migliorato la resistenza al calore delle leghe, e la presenza di nichel ha praticamente eliminato gli svantaggi delle leghe ferro-cromo-alluminio. Le leghe Kh15N60YuZ, Kh27N60YUZ non interagiscono con chamotte e ossidi di ferro, sono abbastanza ben lavorate, meccanicamente resistenti, non fragili. La temperatura massima di esercizio della lega X15N60YUZ è di 1200 °C.

Oltre alle leghe sopra elencate a base di nichel, cromo, ferro, alluminio, per la fabbricazione di riscaldatori vengono utilizzati anche altri materiali: metalli refrattari e non metalli.

Tra i non metalli per la produzione di riscaldatori vengono utilizzati carborundum, disiliciuro di molibdeno, carbone e grafite. I riscaldatori al carborundum e al disiliciuro di molibdeno sono utilizzati nei forni ad alta temperatura. Nei forni con atmosfera protettiva vengono utilizzati riscaldatori a carbone e grafite.

Tra i materiali refrattari, il tantalio e il niobio possono essere usati come riscaldatori. In forni ad alta temperatura sottovuoto e in atmosfera protettiva, riscaldatori al molibdeno e tungsteno. I riscaldatori al molibdeno possono funzionare fino a una temperatura di 1700 °C sotto vuoto e fino a 2200 °C in atmosfera protettiva. Questa differenza di temperatura è dovuta all'evaporazione del molibdeno a temperature superiori a 1700 °C sotto vuoto. I riscaldatori al tungsteno possono funzionare fino a 3000 °C. In casi speciali vengono utilizzati riscaldatori al tantalio e niobio.

Calcolo dei riscaldatori di forni elettrici

Solitamente i dati iniziali sono la potenza che i riscaldatori devono fornire, la temperatura massima richiesta per l'attuazione del relativo processo tecnologico (tempra, tempra, sinterizzazione, ecc.) e l'ingombro dell'area di lavoro del forno elettrico. Se la potenza del forno non è impostata, può essere determinata dalla regola pratica. Durante il calcolo dei riscaldatori, è necessario ottenere il diametro e la lunghezza (per il filo) o l'area e la lunghezza della sezione trasversale (per il nastro), necessari per fabbricazione di riscaldatori.

È anche necessario determinare il materiale da cui realizzare riscaldatori(questo articolo non è considerato nell'articolo). In questo articolo, la lega di precisione cromo-nichel ad alta resistenza elettrica è considerata un materiale per riscaldatori, che è uno dei più popolari nella produzione di elementi riscaldanti.

Determinazione del diametro e della lunghezza del riscaldatore (filo di nichelcromo) per una data potenza del forno (calcolo semplice)

Forse l'opzione più semplice calcolo del riscaldatore di nicromo è la scelta del diametro e della lunghezza a una data potenza del riscaldatore, della tensione di alimentazione della rete, nonché della temperatura che avrà il riscaldatore. Nonostante la semplicità del calcolo, ha una caratteristica, a cui presteremo attenzione di seguito.

Un esempio di calcolo del diametro e della lunghezza dell'elemento riscaldante

Dati iniziali:
Potenza del dispositivo P = 800 W; tensione di rete u = 220 V; temperatura del riscaldatore 800 °C. Il filo di nichelcromo X20H80 viene utilizzato come elemento riscaldante.

1. Per prima cosa devi determinare la forza attuale che passerà attraverso l'elemento riscaldante:
I=P/U \u003d 800 / 220 \u003d 3,63 A.

2. Ora devi trovare la resistenza del riscaldatore:
R=U/I = 220 / 3,63 = 61 ohm;

3. In base al valore ottenuto al comma 1 della corrente transitante riscaldatore in nichelcromo, è necessario selezionare il diametro del filo. E questo momento è importante. Se, ad esempio, viene utilizzato un filo di nichelcromo con un diametro di 0,4 mm con un'intensità di corrente di 6 A, si brucerà. Pertanto, calcolata la forza di corrente, è necessario selezionare dalla tabella il valore appropriato del diametro del filo. Nel nostro caso, per un'intensità di corrente di 3,63 A e una temperatura del riscaldatore di 800 ° C, selezioniamo un filo di nichelcromo con un diametro d = 0,35 mm e area della sezione trasversale S \u003d 0,096 mm 2.

Regola generale selezione del diametro del filo può essere formulato come segue: è necessario scegliere un filo la cui forza di corrente consentita non sia inferiore alla forza di corrente calcolata che passa attraverso il riscaldatore. Per salvare il materiale del riscaldatore, è necessario scegliere un filo con la corrente consentita più alta (rispetto a quella calcolata) più vicina.

Tabella 1

Corrente consentita che passa attraverso un riscaldatore a filo di nichelcromo, corrispondente a determinate temperature di riscaldamento del filo sospeso orizzontalmente in aria calma a temperatura normale

Diametro, mm	Area della sezione trasversale del filo di nichelcromo, mm 2	Temperatura di riscaldamento del filo di nichelcromo, °C
		200	400	600	700	800	900	1000
		Corrente massima consentita, A
5	19,6	52	83	105	124	146	173	206
4	12,6	37,0	60,0	80,0	93,0	110,0	129,0	151,0
3	7,07	22,3	37,5	54,5	64,0	77,0	88,0	102,0
2,5	4,91	16,6	27,5	40,0	46,6	57,5	66,5	73,0
2	3,14	11,7	19,6	28,7	33,8	39,5	47,0	51,0
1,8	2,54	10,0	16,9	24,9	29,0	33,1	39,0	43,2
1,6	2,01	8,6	14,4	21,0	24,5	28,0	32,9	36,0
1,5	1,77	7,9	13,2	19,2	22,4	25,7	30,0	33,0
1,4	1,54	7,25	12,0	17,4	20,0	23,3	27,0	30,0
1,3	1,33	6,6	10,9	15,6	17,8	21,0	24,4	27,0
1,2	1,13	6,0	9,8	14,0	15,8	18,7	21,6	24,3
1,1	0,95	5,4	8,7	12,4	13,9	16,5	19,1	21,5
1,0	0,785	4,85	7,7	10,8	12,1	14,3	16,8	19,2
0,9	0,636	4,25	6,7	9,35	10,45	12,3	14,5	16,5
0,8	0,503	3,7	5,7	8,15	9,15	10,8	12,3	14,0
0,75	0,442	3,4	5,3	7,55	8,4	9,95	11,25	12,85
0,7	0,385	3,1	4,8	6,95	7,8	9,1	10,3	11,8
0,65	0,342	2,82	4,4	6,3	7,15	8,25	9,3	10,75
0,6	0,283	2,52	4	5,7	6,5	7,5	8,5	9,7
0,55	0,238	2,25	3,55	5,1	5,8	6,75	7,6	8,7
0,5	0,196	2	3,15	4,5	5,2	5,9	6,75	7,7
0,45	0,159	1,74	2,75	3,9	4,45	5,2	5,85	6,75
0,4	0,126	1,5	2,34	3,3	3,85	4,4	5,0	5,7
0,35	0,096	1,27	1,95	2,76	3,3	3,75	4,15	4,75
0,3	0,085	1,05	1,63	2,27	2,7	3,05	3,4	3,85
0,25	0,049	0,84	1,33	1,83	2,15	2,4	2,7	3,1
0,2	0,0314	0,65	1,03	1,4	1,65	1,82	2,0	2,3
0,15	0,0177	0,46	0,74	0,99	1,15	1,28	1,4	1,62
0,1	0,00785	0,1	0,47	0,63	0,72	0,8	0,9	1,0

Nota :

se i riscaldatori si trovano all'interno del liquido riscaldato, il carico (corrente consentita) può essere aumentato di 1,1 - 1,5 volte;
quando i riscaldatori sono chiusi (ad esempio nei forni elettrici a camera), è necessario ridurre il carico di 1,2 - 1,5 volte (si prende un coefficiente più piccolo per un filo più spesso, uno più grande per uno sottile).

4. Quindi, determinare la lunghezza del filo di nichelcromo.
R = ρl/S ,
dove R - resistenza elettrica del conduttore (riscaldatore) [Ohm], ρ - resistività elettrica del materiale del riscaldatore [Ohm mm 2/m], l - lunghezza conduttore (riscaldatore) [mm], S - area della sezione trasversale del conduttore (riscaldatore) [mm 2].

Quindi, otteniamo la lunghezza del riscaldatore:
l = R S / ρ \u003d 61 0,096 / 1,11 \u003d 5,3 m.

In questo esempio, il filo di nichelcromo Ø 0,35 mm viene utilizzato come riscaldatore. Secondo "Filo in leghe di precisione ad alta resistenza elettrica. Specifiche" valore nominale la resistività elettrica del filo di nichelcromo marca X20N80 è di 1,1 Ohm mm 2 / m ( ρ \u003d 1,1 Ohm mm 2 / m), vedi tabella. 2.

Il risultato dei calcoli è la lunghezza richiesta del filo di nichelcromo, che è di 5,3 m, diametro - 0,35 mm.

Tavolo 2

Determinazione del diametro e della lunghezza del riscaldatore (filo di nichelcromo) per un determinato forno (calcolo dettagliato)

Il calcolo presentato in questo paragrafo è più complesso di quello sopra. Qui terremo conto dei parametri aggiuntivi dei riscaldatori, proveremo a capire le opzioni per collegare i riscaldatori alla rete corrente trifase. Il calcolo del riscaldatore verrà effettuato sull'esempio di un forno elettrico. Lascia che i dati iniziali siano le dimensioni interne del forno.

1. La prima cosa da fare è calcolare il volume della camera all'interno del forno. In questo caso, prendiamo h = 490 mm, d = 350 mm e l = 350 mm (rispettivamente altezza, larghezza e profondità). Quindi, otteniamo il volume V = h d l \u003d 490 350 350 \u003d 60 10 6 mm 3 \u003d 60 l (una misura del volume).

2. Successivamente, è necessario determinare la potenza che il forno dovrebbe erogare. La potenza è misurata in Watt (W) ed è determinata da regola del pollice: per un forno elettrico con volume di 10 - 50 litri, la potenza specifica è di 100 W/l (Watt per litro di volume), con un volume di 100 - 500 litri - 50 - 70 W/l. Prendiamo in considerazione la potenza specifica di 100 W/l per il forno in esame. Pertanto, dovrebbe essere la potenza del riscaldatore del forno elettrico P \u003d 100 60 \u003d 6000 W \u003d 6 kW.

Va notato che con una potenza di 5-10 kW riscaldatori sono solitamente realizzati in monofase. Ad alte potenze, per un carico uniforme della rete, i riscaldatori sono realizzati trifase.

3. Quindi è necessario trovare la forza della corrente che passa attraverso il riscaldatore I=P/U , dove P - potenza del riscaldatore, u - la tensione sul riscaldatore (tra le sue estremità) e la resistenza del riscaldatore R=U/I .

Ci potrebbe essere due opzioni per il collegamento alla rete elettrica:

a rete di casa corrente monofase- poi u = 220 V;
alla rete industriale di corrente trifase - u = 220 V (tra neutro e fase) oppure u = 380 V (tra due fasi qualsiasi).

Inoltre, il calcolo verrà effettuato separatamente per i collegamenti monofase e trifase.

I=P/U \u003d 6000 / 220 \u003d 27,3 A - la corrente che passa attraverso il riscaldatore.
Quindi è necessario determinare la resistenza del riscaldatore del forno.
R=U/I \u003d 220 / 27,3 \u003d 8,06 ohm.

Figura 1 Riscaldatore a filo in una rete di corrente monofase

I valori desiderati del diametro del filo e la sua lunghezza saranno determinati nel paragrafo 5 di questo paragrafo.

Con questo tipo di collegamento il carico viene distribuito uniformemente su tre fasi, ovvero 6 / 3 = 2 kW per fase. Quindi abbiamo bisogno di 3 riscaldatori. Successivamente, è necessario scegliere il metodo di collegamento diretto dei riscaldatori (carico). Ci possono essere 2 modi: “STELLA” o “TRIANGOLO”.

Vale la pena notare che in questo articolo le formule per calcolare la forza attuale ( io ) e resistenza ( R ) per rete trifase scritto in modo non classico. Ciò viene fatto per non complicare la presentazione del materiale sul calcolo dei riscaldatori con termini e definizioni elettriche (ad esempio fase e tensioni di linea e correnti e relazioni tra di loro). Con un approccio classico e formule di calcolo circuiti trifase si possono trovare nella letteratura specializzata. In questo articolo vengono nascoste al lettore alcune trasformazioni matematiche effettuate su formule classiche, e ciò non ha alcun effetto sul risultato finale.

Quando si collega il tipo "STAR" il riscaldatore è collegato tra fase e zero (vedi Fig. 2). Di conseguenza, la tensione alle estremità del riscaldatore sarà u = 220 V.
I=P/U \u003d 2000 / 220 \u003d 9,10 A.
R=U/I = 220 / 9,10 = 24,2 ohm.

Figura 2 Riscaldatore a filo in una rete a corrente trifase. Collegamento secondo lo schema "STAR".

Quando si collega il tipo "TRIANGOLO" il riscaldatore è collegato tra due fasi (vedi fig. 3). Di conseguenza, la tensione alle estremità del riscaldatore sarà u = 380 V.
La corrente che passa attraverso il riscaldatore è
I=P/U \u003d 2000 / 380 \u003d 5,26 A.
Resistenza di un riscaldatore -
R=U/I \u003d 380 / 5,26 \u003d 72,2 ohm.

Figura 3 Riscaldatore del filo in una rete di corrente trifase. Collegamento secondo lo schema "TRIANGOLO"

4. Dopo aver determinato la resistenza del riscaldatore con un opportuno allacciamento alla rete elettrica scegli il diametro e la lunghezza del filo.

Quando si determinano i parametri di cui sopra, è necessario analizzare potenza superficiale specifica del riscaldatore, cioè. potenza dissipata per unità di superficie. La potenza superficiale del riscaldatore dipende dalla temperatura del materiale riscaldato e dal design dei riscaldatori.

Esempio
Dai precedenti punti di calcolo (vedi paragrafo 3 di questo paragrafo), conosciamo la resistenza del riscaldatore. Per un forno da 60 litri con collegamento monofaseè R = 8,06 ohm. Ad esempio, prendi un diametro di 1 mm. Quindi, per ottenere la resistenza richiesta, è necessario l = R / p \u003d 8,06 / 1,4 \u003d 5,7 m di filo di nichelcromo, dove ρ - il valore nominale della resistenza elettrica di 1 m del filo in [Ohm/m]. La massa di questo pezzo di filo di nichelcromo sarà m = lμ \u003d 5,7 0,007 \u003d 0,0399 kg \u003d 40 g, dove μ - peso di 1 m di filo. Ora è necessario determinare la superficie di un pezzo di filo lungo 5,7 m. S = lπ d \u003d 570 3,14 0,1 \u003d 179 cm 2, dove l – lunghezza filo [cm], d – diametro del filo [cm]. Pertanto, 6 kW dovrebbero essere assegnati da un'area di 179 cm 2. Risolvendo una semplice proporzione, otteniamo che la potenza viene rilasciata da 1 cm 2 β=P/S \u003d 6000 / 179 \u003d 33,5 W, dove β - potenza superficiale del riscaldatore.

La potenza superficiale risultante è troppo elevata. Stufa si scioglierà se viene riscaldato a una temperatura tale da fornire il valore ottenuto di potenza superficiale. Questa temperatura sarà superiore al punto di fusione del materiale del riscaldatore.

L'esempio sopra è una dimostrazione della scelta sbagliata del diametro del filo, che verrà utilizzato per fabbricare il riscaldatore. Nel paragrafo 5 di questo paragrafo verrà fornito un esempio con la corretta selezione del diametro.

Per ogni materiale, a seconda della temperatura di riscaldamento richiesta, viene determinato il valore consentito della potenza superficiale. Può essere determinato utilizzando tabelle o grafici speciali. Le tabelle vengono utilizzate in questi calcoli.

Per forni ad alta temperatura(a una temperatura superiore a 700 - 800 ° C) la potenza superficiale ammissibile, W / m 2, è pari a β aggiungi \u003d β eff α , dove beta eff - potenza superficiale dei riscaldatori in base alla temperatura del mezzo che riceve il calore [W / m 2 ], α è il fattore di efficienza della radiazione. beta eff è selezionato secondo la tabella 3, α - secondo la tabella 4.

Se una forno a bassa temperatura(temperatura inferiore a 200 - 300 °C), quindi la potenza superficiale ammissibile può essere considerata pari a (4 - 6) · 10 4 W / m 2.

Tabella 3

Potenza superficiale specifica effettiva dei riscaldatori a seconda della temperatura del mezzo che riceve il calore

Temperatura della superficie ricevente il calore, °C	β eff, W/cm 2 alla temperatura del riscaldatore, °C
Temperatura della superficie ricevente il calore, °C	800	850	900	950	1000	1050	1100	1150	1200	1250	1300	1350
100	6,1	7,3	8,7	10,3	12,5	14,15	16,4	19,0	21,8	24,9	28,4	36,3
200	5,9	7,15	8,55	10,15	12,0	14,0	16,25	18,85	21,65	24,75	28,2	36,1
300	5,65	6,85	8,3	9,9	11,7	13,75	16,0	18,6	21,35	24,5	27,9	35,8
400	5,2	6,45	7,85	9,45	11,25	13,3	15,55	18,1	20,9	24,0	27,45	35,4
500	4,5	5,7	7,15	8,8	10,55	12,6	14,85	17,4	20,2	23,3	26,8	34,6
600	3,5	4,7	6,1	7,7	9,5	11,5	13,8	16,4	19,3	22,3	25,7	33,7
700	2	3,2	4,6	6,25	8,05	10,0	12,4	14,9	17,7	20,8	24,3	32,2
800	-	1,25	2,65	4,2	6,05	8,1	10,4	12,9	15,7	18,8	22,3	30,2
850	-	-	1,4	3,0	4,8	6,85	9,1	11,7	14,5	17,6	21,0	29,0
900	-	-	-	1,55	3,4	5,45	7,75	10,3	13	16,2	19,6	27,6
950	-	-	-	-	1,8	3,85	6,15	8,65	11,5	14,5	18,1	26,0
1000	-	-	-	-	-	2,05	4,3	6,85	9,7	12,75	16,25	24,2
1050	-	-	-	-	-	-	2,3	4,8	7,65	10,75	14,25	22,2
1100	-	-	-	-	-	-	-	2,55	5,35	8,5	12,0	19,8
1150	-	-	-	-	-	-	-	-	2,85	5,95	9,4	17,55
1200	-	-	-	-	-	-	-	-	-	3,15	6,55	14,55
1300	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	7,95

Tabella 4

Spirali di filo, semichiuse nelle scanalature del rivestimento

Spirali di filo su scaffali in tubi

Riscaldatori a filo a zigzag (asta).

Assumiamo che la temperatura del riscaldatore sia 1000 °C e vogliamo riscaldare il pezzo a una temperatura di 700 °C. Quindi, secondo la tabella 3, selezioniamo beta eff \u003d 8,05 W / cm 2, α = 0,2, β aggiungi \u003d β eff α \u003d 8,05 0,2 \u003d 1,61 W / cm 2 \u003d 1,61 10 4 W / m 2.

5. Dopo aver determinato la potenza superficiale consentita del riscaldatore, è necessario trova il suo diametro(per riscaldatori a filo) o larghezza e spessore(per riscaldatori a nastro), nonché lunghezza.

Il diametro del filo può essere determinato utilizzando la seguente formula: d - diametro del filo, [m]; P - potenza del riscaldatore, [W]; u - tensione ai capi del riscaldatore, [V]; β aggiungere - potenza superficiale ammissibile del riscaldatore, [W/m 2 ]; t - resistività del materiale riscaldante ad una data temperatura, [Ohm m].
ρ t = ρ 20 k , dove ρ 20 - resistività elettrica del materiale del riscaldatore a 20 °C, [Ohm m] K - fattore di correzione per il calcolo della variazione della resistenza elettrica in funzione della temperatura (di ).

La lunghezza del filo può essere determinata dalla seguente formula:
l - lunghezza del filo, [m].

Selezioniamo il diametro e la lunghezza del filo da nichelcromo Х20Н80. La resistenza elettrica specifica del materiale del riscaldatore è
ρ t = ρ 20 k \u003d 1,13 10 -6 1,025 \u003d 1,15 10 -6 Ohm m.

Rete elettrica domestica monofase
Per una stufa da 60 litri collegata a una rete domestica di corrente monofase, è noto dai precedenti passaggi di calcolo che la potenza della stufa è P \u003d 6000 W, tensione alle estremità del riscaldatore - u = 220 V, potenza del riscaldatore di superficie consentita β aggiungere \u003d 1,6 10 4 W / m 2. Allora arriviamo

La dimensione risultante deve essere arrotondata per eccesso allo standard più grande più vicino. Le dimensioni standard per il filo di nicromo e fechral possono essere trovate in. Appendice 2, Tabella 8. In questo caso, la misura standard più grande più vicina è Ø 2,8 mm. Diametro del riscaldatore d = 2,8 mm.

Lunghezza del riscaldatore l = 43 m.

A volte è anche necessario determinare la massa della quantità di filo richiesta.
m = lμ , dove m - massa di un pezzo di filo, [kg]; l - lunghezza del filo, [m]; μ - peso specifico (massa di 1 metro di filo), [kg/m].

Nel nostro caso, la massa del riscaldatore m = lμ \u003d 43 0,052 \u003d 2,3 kg.

Questo calcolo fornisce il diametro minimo del filo al quale può essere utilizzato come riscaldatore in determinate condizioni.. Dal punto di vista del risparmio di materiale, un tale calcolo è ottimale. In questo caso si può utilizzare anche filo di diametro maggiore, ma poi la sua quantità aumenterà.

Visita medica
Risultati di calcolo può essere verificato nel seguente modo. È stato ottenuto un diametro del filo di 2,8 mm. Quindi la lunghezza di cui abbiamo bisogno è
l = R / (ρ k) \u003d 8,06 / (0,179 1,025) \u003d 43 m, dove l - lunghezza del filo, [m]; R - resistenza del riscaldatore, [Ohm]; ρ - valore nominale della resistenza elettrica di 1 m di filo, [Ohm/m]; K - fattore di correzione per il calcolo della variazione della resistenza elettrica in funzione della temperatura.
Questo valore è uguale al valore ottenuto da un altro calcolo.

Ora è necessario verificare se la potenza superficiale del riscaldatore che abbiamo scelto non supererà la potenza superficiale consentita, che è stata trovata nel passaggio 4. β=P/S \u003d 6000 / (3,14 4300 0,28) \u003d 1,59 L / cm 2. Valore ricevuto β \u003d 1,59 W / cm 2 non supera β aggiungere \u003d 1,6 W / cm 2.

Risultati
Pertanto, il riscaldatore richiederà 43 metri di filo di nichelcromo X20H80 con un diametro di 2,8 mm, ovvero 2,3 kg.

Rete industriale in corrente trifase
Puoi anche trovare il diametro e la lunghezza del filo necessario per la produzione di riscaldatori per forni collegati a una rete di corrente trifase.

Come descritto al punto 3, ciascuno dei tre riscaldatori ha una potenza di 2 kW. Trova il diametro, la lunghezza e la massa di un riscaldatore.

Collegamento a STELLA(vedi fig. 2)

In questo caso, la misura standard più grande più vicina è Ø 1,4 mm. Diametro del riscaldatore d = 1,4 mm.

Lunghezza di un riscaldatore l = 30 m.
Peso di un riscaldatore m = lμ \u003d 30 0,013 \u003d 0,39 kg.

Visita medica
È stato ottenuto un diametro del filo di 1,4 mm. Quindi la lunghezza di cui abbiamo bisogno è
l = R / (ρ k) \u003d 24,2 / (0,714 1,025) \u003d 33 m.

β=P/S \u003d 2000 / (3,14 3000 0,14) \u003d 1,52 W / cm 2, non supera il consentito.

Risultati
Per tre riscaldatori collegati secondo lo schema "STAR", avrai bisogno
l \u003d 3 30 \u003d 90 m di filo, che è
m \u003d 3 0,39 \u003d 1,2 kg.

Tipo di connessione “TRIANGOLO”(vedi fig. 3)

In questo caso, la misura standard più grande più vicina è Ø 0,95 mm. Diametro del riscaldatore d = 0,95 mm.

Lunghezza di un riscaldatore l = 43 m.
Peso di un riscaldatore m = lμ \u003d 43 0,006 \u003d 0,258 kg.

Visita medica
È stato ottenuto un diametro del filo di 0,95 mm. Quindi la lunghezza di cui abbiamo bisogno è
l = R / (ρ k) \u003d 72,2 / (1,55 1,025) \u003d 45 m.

Questo valore coincide quasi con il valore ottenuto a seguito di un altro calcolo.

La potenza di superficie sarà β=P/S \u003d 2000 / (3,14 4300 0,095) \u003d 1,56 W / cm 2, non supera il consentito.

Risultati
Per tre riscaldatori collegati secondo lo schema "TRIANGOLO", sarà necessario
l \u003d 3 43 \u003d 129 m di filo, che è
m \u003d 3 0,258 \u003d 0,8 kg.

Se confrontiamo le 2 opzioni discusse sopra per il collegamento di riscaldatori a una rete di corrente trifase, possiamo vederlo "STAR" richiede un filo di diametro maggiore rispetto a "TRIANGLE" (1,4 mm contro 0,95 mm) per raggiungere una data potenza del forno di 6 kW. in cui la lunghezza richiesta del filo di nichelcromo quando collegato secondo lo schema "STAR" è inferiore alla lunghezza del filo quando si collega il tipo "TRIANGOLO"(90 m contro 129 m), e la massa richiesta, invece, è maggiore (1,2 kg contro 0,8 kg).

Calcolo a spirale

Durante il funzionamento, il compito principale è posizionare il riscaldatore della lunghezza stimata nello spazio limitato del forno. Il filo nicromo e fecrale sono avvolti sotto forma di spirali o piegati a forma di zigzag, il nastro è piegato a forma di zigzag, che consente di inserire più materiale (lungo la lunghezza) in camera di lavoro. L'opzione più comune è la spirale.

Il rapporto tra il passo della spirale e il suo diametro e il diametro del filo è scelto in modo tale da facilitare il posizionamento dei riscaldatori nel forno, assicurarne una sufficiente rigidità, escludere nella massima misura possibile il surriscaldamento locale del giri della spirale stessa e allo stesso tempo non ostacolano il trasferimento di calore dagli stessi ai prodotti.

Maggiore è il diametro della spirale e minore il suo passo, più facile è posizionare i riscaldatori nel forno, ma con un aumento del diametro, la forza della spirale diminuisce e la tendenza delle sue spire a giacere sopra ciascuna altri aumenti. Con l'aumentare della frequenza di avvolgimento, invece, aumenta l'effetto schermante della parte delle sue spire rivolta ai prodotti sul resto e, di conseguenza, si deteriora l'utilizzo della sua superficie e possono verificarsi anche surriscaldamenti locali.

La pratica ha stabilito rapporti consigliati e ben definiti tra il diametro del filo ( d ), fare un passo ( t ) e il diametro della spirale ( D ) per filo da Ø 3 a 7 mm. Questi rapporti sono i seguenti: t ≥ 2d e D = (7÷10) d per nichelcromo e D = (4÷6) d - per leghe ferro-cromo-alluminio meno durevoli, come fechral, ecc. Per fili più sottili, il rapporto D e d , così come t di solito ne prendi di più.

Conclusione

L'articolo ha discusso vari aspetti relativi a calcolo delle resistenze elettriche dei forni- materiali, esempi di calcolo con i dati di riferimento necessari, riferimenti a norme, illustrazioni.

Negli esempi, solo metodi di calcolo riscaldatori a filo. Oltre al filo di leghe di precisione, il nastro può essere utilizzato anche per la produzione di riscaldatori.

Il calcolo dei riscaldatori non si limita alla scelta delle loro dimensioni. Anche è necessario determinare il materiale con cui deve essere realizzato il riscaldatore, il tipo di riscaldatore (filo o nastro), il tipo di posizione dei riscaldatori e altre caratteristiche. Se il riscaldatore è realizzato a forma di spirale, è necessario determinare il numero di giri e il passo tra di loro.

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La tecnologia moderna pone seri requisiti sugli indicatori di conformità dei suoi materiali compositi alle condizioni di lavoro reali. Una delle leghe high-tech è il nichelcromo. Il filo e i dispositivi che lo contengono sono resistenti a condizioni operative aggressive.

Storia della scoperta

La lega è un composto di nichel e cromo, con variazioni nell'aggiunta di ferro, manganese, alluminio, silicio.

Inizialmente aveva due modi di origine. Le radici stanno dentro ricerca scientifica riguardo e modifica delle loro proprietà. Ni e Cr sono componenti di acciai di alta qualità resistenti alla corrosione e al calore.

Come lega bicomponente di nichel e cromo, fu scoperta nel 1906 negli Stati Uniti. Oggi vengono utilizzate le sue varie modifiche, comprese quelle tricomponenti a base di ferro.

Proprietà di base

Il materiale per le moderne apparecchiature di riscaldamento per scopi domestici e industriali è, ovviamente, il filo di nichelcromo. Le sue proprietà corrispondono ai più elevati requisiti tecnologici.

Resistenza elettrica specifica: entro 1100-1400 Ohm * m.
La temperatura di fusione è di circa 1400 ˚С, il che gli consente di funzionare a 800-1100 ˚ С. Il valore massimo consentito per il lavoro dipende dalla composizione. Quindi, il contenuto di ferro lo riduce a 850-900˚С, per un puro bicomponente è 1100˚С.
Densità: 8000-8500 kg/m 3 .
Elevata resistenza (σ in =650-700 MPa); le prestazioni sono mantenute in un ambiente acido aggressivo e temperature significative.
La buona duttilità unita alla durezza esemplare consentono la laminazione e l'imbutitura.

Caratteristiche distintive

Tra i prodotti elettrici più popolari sul mercato c'è il filo di nichelcromo. di questo componente della tecnologia del riscaldamento elettrico è eccezionalmente elevato, il che consente di avere un'ampia domanda.

Una caratteristica importante del metallo è la sua resistenza all'ossidazione ad alta temperatura in condizioni normali e aggressive. Il cromo gioca un ruolo chiave qui. L'elemento forma sulla superficie un opportuno film di ossido che svolge una funzione protettiva. È anche responsabile per i rispettivi colore scuro materiale, che viene sostituito da un caratteristico bianco-grigio previa rimozione meccanica dello strato ossidato.

Vale la pena notare che il contatto diretto con gli acidi lo distrugge ancora, anche più del tungsteno resistente alla corrosione.

La lega bicomponente non ha caratteristiche magnetiche. Sorgono per le sue modifiche multicomponenti, tuttavia hanno indicatori indeboliti.

Il filo di nichelcromo è rigido, non si presta alla semplice influenza della forza.

Sistemiamo le informazioni su come identificare il filo di nichelcromo, principalmente su come distinguerlo da materiali apparentemente simili:

Colore bianco del nuovo metallo, scuro - precedentemente lavorato.
Magnetismo negativo o minimo.
Rigidità.
Distruzione sotto l'azione degli acidi, resistenza all'ossidazione sotto l'influenza delle alte temperature.

Nomenclatura del marchio

I marchi esistenti differiscono per composizione, rappresentano un assortimento di leghe di nicromo. Il filo ha un ampio utilizzo, determinato dalle singole proprietà di ciascuno.

Gruppo 1 - materiale del resistore: X20N80, X20N73YUM-VI, N80HYUD-VI, X15N60.
Gruppo 2 - metallo per elementi riscaldanti per uso domestico e industriale con elevate caratteristiche di resistenza al calore: Kh20N80-N-VI, Kh15N60-N, KhN70Yu-N, Kh20N80-N, KhN20YUS.
gruppo 3 - per il funzionamento a temperature fino a 900˚С: Н50К10, Х25Н20.

In questo caso, il diametro del filo di nichelcromo del primo gruppo è 0,009-0,4 mm e per il secondo - 0,2-7,5 mm.

"Kindred" sono kantals o fechrals - leghe di cromo, alluminio e ferro. Sono inoltre caratterizzati da elevata resistenza elettrica, resistenza al calore nell'intervallo 1250-1400°C, ma minore affidabilità, seppur a basso costo (Kh23Yu5, Kh13Yu4, Kh23Yu5T, Kh27Yu5T, Kh15Yu5).

Decifrare i francobolli

Le proprietà e lo scopo dei prodotti di nicromo sono determinati dalla loro composizione chimica. Consideriamo i principali.

Kh20N73YUM-VI: cromo - 20%, nichel - 73%, alluminio - 3%, molibdeno - 1,5%, manganese - fino a 0,3%, titanio - fino a 0,05%, ferro - 2%, carbonio - fino a 0,05%; fuso con il metodo dell'induzione sotto vuoto;
KhN70Yu-N: Cr - 27%, Ni - 70%, Al - 3%, Mn - fino a 0,3%, Cs - fino a 0,03%, Ba - fino a 0,1%, Fe - fino a 1,5%, C - su allo 0,1%; progettato per elementi riscaldanti elettrici;
ХН20ЮС: Cr - 20%, Ni - 20%, Al - 1%, Zn - fino a 0,2%, Ca - fino a 0,1%, Si - 2,5%, Fe - 50%, C - fino a 0, 08% - per riscaldatori di forni industriali.

Tipi di prodotto

La scelta di una qualsiasi lega, che sia caratterizzata da caratteristiche tecnologiche e meccaniche di alta qualità, deve essere giustificata e regolata. Soprattutto quando si tratta di costi elevati. Il filo di nichelcromo è un materiale così high-tech e costoso. GOST 8803-89, 12766.1-90, 12766.3-90, 12766.4-90 definisce i requisiti, le caratteristiche della marcatura e dell'applicazione. In accordo con le norme ea seconda della tipologia, il metallo è disponibile in commercio sotto forma di filo o nastri, la cui scelta dipende dal diametro, dalla sezione, dalla lunghezza e dalle caratteristiche di impiego.

Il relativo noleggio è il punto di partenza per la produzione industriale di nastri a zigzag, spirali di filo.

Specifiche tecniche

Quando si scelgono i prodotti dal nichelcromo, è importante considerare le seguenti caratteristiche:

resistività nominale;
diametro, sezione e peso;
limiti effettivi di resistenza e temperatura di esercizio in funzione di parametri fisici.

I valori nominali della principale caratteristica parametrica sono determinati da GOST e dipendono dal marchio e dalla composizione.

Il diametro del filo di nichelcromo determina la sua sezione trasversale, il peso della bobina e la corrispondente resistenza oggettiva.

Pertanto, il peso del filo (nicromo) per 100 metri di prodotti è direttamente proporzionale alle sue dimensioni e il diametro e l'area della sezione trasversale sono inversamente proporzionali alla resistenza effettiva.

La temperatura di esercizio dipende non solo dalla composizione chimica, ma anche dalle caratteristiche parametriche.

marca	Temperatura di lavoro, ˚С
	diametro prodotto, mm

Il diametro del filo prodotto dai produttori è compreso nell'intervallo 0,05-12 mm e il diametro del nastro - 0,15-3,2 mm.

Applicazione

La qualità giustifica sempre il costo. Lo stesso vale per la lega di nichelcromo. Filo e nastro realizzati con questo materiale sono ampiamente utilizzati in aree in cui nessun altro metallo potrebbe sostituirli. Alta resistenza all'ossidazione, alta qualità caratteristiche meccaniche, anche per ambienti aggressivi, condizioni di lavoro ad alta temperatura: tutto ciò ne consente l'utilizzo in vari campi.

Nell'industria:

Termocoppie di forni di riscaldamento elettrici metallurgici.
Elementi strutturali per impianti di fusione dei metalli ad induzione.
Essiccatori a ventilazione industriale.
Dettagli di caldaie e scambiatori di calore.
Produzione elettrica: resistori e reostati.
Alcuni elettrodi per saldatura.
Cavi elettrici unipolari e multipolari.

È il principale elemento strutturale di tutti i moderni elettrodomestici:

elementi riscaldanti in bollitori elettrici, caldaie, caldaie, riscaldatori.
Elementi riscaldanti in asciugacapelli, ferri arricciacapelli, ferri da stiro.
Candele per auto e impianti di riscaldamento.
E-Sig.

Forse il prezzo è l'unico inconveniente del materiale nicromo. Il filo bicomponente al nichel-cromo sarà più costoso. Il contenuto di ferro e la riduzione della quantità di nichel, a loro volta, regolano un minor costo, ma non offrono le stesse opportunità dell'X20H80. La scelta dipende dalle esigenze tecniche.

Quando si scelgono prodotti dal nichelcromo, è importante operare con informazioni sulla composizione chimica del marchio di interesse, la sua conduttività elettrica e resistenza, le caratteristiche fisiche del diametro, della sezione trasversale e della lunghezza. È anche importante essere interessati alla documentazione di conformità, nonché essere in grado di distinguere visivamente una lega dai suoi "concorrenti". Il materiale correttamente selezionato è la chiave dell'affidabilità delle apparecchiature e della tecnologia per il suo utilizzo.

Proprietà fisiche

resistenza elettrica specifica - 1,05 ÷ 1,3 Ohm mm² / m (a seconda del grado di lega)
densità - 8200-8500 kg/m³
punto di fusione - 1100-1400 °C
temperatura di lavoro - 800-1100 °C
capacità termica specifica - 0,45 kJ/(kg K) a 25 °C
resistenza alla trazione - 0,65-0,70 GPa

Applicazione

Il nichelcromo ha un'elevata resistenza al calore in atmosfera ossidante (fino a 1250 ° C), un'elevata resistività elettrica (1,05-1,4 Ohm mm² / m) e ha un coefficiente di temperatura minimo di resistenza elettrica. Ha una maggiore resistenza al calore, resistenza allo scorrimento, duttilità, mantiene bene la sua forma. Il Nicromo è una lega costosa, ma data la sua durata e affidabilità il prezzo non sembra eccessivo.

Il nicromo è ampiamente usato:

per la fabbricazione di elementi riscaldanti in forni elettrici ad alta temperatura, forni di tostatura e essiccazione, vari dispositivi elettrici di azione termica;
come lega resistente al calore (resistente al calore) e lega chimicamente resistente in determinati ambienti aggressivi;
in parti operanti ad alta temperatura, resistenze, reostati;
come sottostrato e rivestimento resistente al calore per la spruzzatura termica.

L'elevata plasticità del nicromo gli consente di essere sottoposto a saldatura, tornitura, imbutitura, stampaggio e altri tipi di lavorazione.

Nomi internazionali di nicromi

Nicromo H20H80- Cr 20%, Ni 80%. Resistività - 650 Ohm/cmf, punto di fusione - 1200 °C.

Analoghi: NiCr80/20, Ni80Cr20, Chromel A, N8, Nikrothal 8, Resistohm 80, Cronix 80, Nichrome V, HAI-NiCr 80, euronichrome.

Nicromo Х15Н60- Ni 60%, Cr 16%, Fe 24%. Resistività - 675 Ohm/cmf, punto di fusione - 1390 °C.

Analoghi: NiCr60/15, Ni60Cr15, Chromel C, N6, Nikrothal 6, Nikrothal 60, Cronifer II, Alloy C.

Lega Х20Н80

Nichrome Kh20N80 - lega di nicromo della seguente composizione: (73-78%); (19-21%); (uno %); (0,7%); il riposo. A volte la lega è in lega con metalli delle terre rare per ottenere una vita più lunga.

Il nicromo Х20Н80, in particolare il filo, sono l'assortimento più liquido di nicromo. Il nastro e la striscia di nichelcromo rimangono meno venduti del filo, ma sono più richiesti di bacchette e fogli. È generalmente accettato che il marchio Kh20N80 contenga circa il 20% di cromo e l'80% di nichel, ma ciò non corrisponde del tutto a GOST, che consente la microlega di leghe di precisione per migliorare le loro caratteristiche di consumo.

Appunti

Collegamenti

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Fondazione Wikimedia. 2010.

Sinonimi:

Guarda cos'è "Nichrom" in altri dizionari:

Nicromo... Dizionario ortografico

- (da nichel e cromo) leghe di Ni (base) con Cr (15-30%) legate con Si (fino a 1,5%), Al (fino a 3,5%), microadditivi di terre rare. Nei ferronicromi, parte di Ni è sostituita da Fe (oltre il 20%). Elevata resistenza al calore e resistività elettrica.… … Grande dizionario enciclopedico

Exist., numero di sinonimi: 2 lega (252) ferronicromo (2) Dizionario dei sinonimi ASIS. V.N. Trishin. 2013... Dizionario dei sinonimi

nichelcromo- — [Ya.N. Luginsky, MS Fezi Zhilinskaya, Yu.S. Kabirov. Dizionario inglese russo di ingegneria elettrica e industria energetica, Mosca, 1999] Argomenti di ingegneria elettrica, concetti di base di EN nicromo ... Manuale tecnico del traduttore

nichelcromo- una lega di nichel e cromo ... Dizionario di abbreviazioni e abbreviazioni

Nicromo- - il nome generico di un gruppo di leghe di nichel resistenti al calore (65 80%) con cromo (inoltre, silicio, alluminio, microadditivi di metalli delle terre rare possono essere inclusi nel nichelcromo).A causa della combinazione di alta resistenza al calore ed elettrico ... ... Enciclopedia di termini, definizioni e spiegazioni dei materiali da costruzione

NICROMO- lega cromo-nichel contenente il 65-80% di nichel, il 15-30% di cromo, talvolta con additivi di silicio, alluminio; ha un'elevata resistenza al calore e resistività elettrica. Viene utilizzato per la fabbricazione di reostati e vari riscaldamenti ... ... Grande Enciclopedia del Politecnico

Nicromo- lega cromo-nichel (65-80% Ni, 15-30% Cr, talvolta con aggiunte di Si, Al e altri elementi), caratterizzata da elevata resistenza al calore e resistività elettrica. Sono utilizzati per la produzione di elementi riscaldanti in ... ... Dizionario enciclopedico di metallurgia

Il nome generico di un gruppo di leghe di nichel resistenti al calore (65-80%) con cromo (15-30%). N. fu brevettato per la prima volta nel 1905 da A. Marsh negli Stati Uniti. A paesi diversi viene prodotto un gran numero di varietà di N., in lega, di regola, con Si (fino all'1,5%), Al (fino al 3,5%) ... Grande enciclopedia sovietica

MA; m. Una lega di nichel e cromo, che ha un'elevata resistenza al calore e resistività elettrica (utilizzata per la produzione di elementi riscaldanti). ◁ Nicromo, oh, oh. * * * Nicromo (da nichel e cromo), leghe di Ni (base) con Cr (15 30%) ... dizionario enciclopedico libro elettronico

Kh15N60 e Kh20N80 sono le leghe di precisione al cromo-nichel più comunemente utilizzate. Come già accennato, si distinguono per l'elevata resistenza elettrica. Il nichel è il metallo principale di questa lega. Ce n'è molto in nicromo, fino al 55-78 percento. È buono quasi quanto il cromo, che in nicromo è del 15-23 percento. Oltre al nichel e al cromo, il nicromo contiene anche ferro, titanio, fosforo, alluminio, manganese, zolfo, carbonio e silicio.

Le proprietà del nicromo sono determinate da nichel e cromo. Il nichel ha la capacità di dissolvere una varietà di metalli in sé e allo stesso tempo rimanere molto duttile. In mezzi liquidi e gassosi, resiste facilmente alla corrosione. Come accennato più volte, è resistente alle alte temperature. Il cromo è anche resistente al calore, ha durezza e un'elevata resistenza ai processi di corrosione. Quindi si scopre che il cromo stesso è dotato di tutte queste qualità positive.

La resistenza alle temperature elevate determina le impressionanti temperature di esercizio del nichelcromo. Il nicromo appartenente al marchio X20H80 può resistere fino a 1200 gradi Celsius (qui prestiamo attenzione anche al diametro del filo), per il nicromo appartenente al marchio X15H60 - la temperatura massima è fino a 1125 Celsius. Le cifre sono fornite in conformità con GOST 12766.1-90. Quanto influisca sulla percentuale di nichel nella composizione della lega, deduciamo da questa caratteristica. Maggiore è la percentuale di nichel nel nicromo, maggiore è la resistenza al calore del nicromo.

Un'altra qualità che rende il nicromo un metallo molto richiesto è la sua elevata duttilità. La plasticità può essere attribuita a caratteristiche tecnologiche, che indicano a quale tipo di lavorazione può essere sottoposto il materiale senza danni: si tratta di tornitura o saldatura, doratura, stampaggio e così via). A causa dell'eccellente plasticità del nicromo, è possibile fabbricare prodotti di questo tipo da esso, come ad esempio nastro di nicromo o filo di nicromo e alcuni altri tipi di filo molto sottile. Come è fatto il filo di nichelcromo? Disegnando.

Le caratteristiche fisiche più importanti del nicromo includono la presenza di un piccolo coefficiente di resistenza elettrica e un'elevata resistività elettrica. Queste caratteristiche, e anche abbinate alla resistenza al calore, consentono al nicromo di essere il materiale di cui sono fatti i fili, nonché i nastri per la produzione di vari elementi riscaldanti.

Nichrome X20H80 e nichrome X15H60 (, nastro di nicromo) sono più spesso utilizzati nell'ingegneria elettrica. Questa lega viene utilizzata per creare resistori a filo avvolto (e ci sono anche resistori a nastro); reostati negli elettrodomestici, per riscaldamento; resistenze elettriche, resistenze elettriche che funzionano a lungo in aria con temperature fino a 1250 gradi Celsius. Il nicromo viene utilizzato con successo anche nella produzione di apparecchiature elettrotermiche, che devono essere molto affidabili. Nichrome X15H60 viene utilizzato anche nella produzione di resistori non di precisione.

Nicromo è il nome generico per le leghe i cui due componenti principali sono cromo e nichel. La versione originale della lega conteneva il 20% di cromo e l'80% di nichel. Attualmente ci sono 10 varianti di questa lega, ognuna delle quali ha un diverso rapporto di impurità aggiuntive: alluminio, titanio, silicio, molibdeno, ferro o manganese.

Le proprietà del nicromo dipendono direttamente dalle proporzioni dei metalli principali e aggiuntivi nella lega. Il prodotto di nicromo più comune è il filo, ampiamente utilizzato nell'industria moderna.

Filo di nichelcromo: descrizione e caratteristiche principali

Il filo di nichelcromo è una corda metallica che viene prodotta in diverse lunghezze, spessori (da una frazione di millimetro a diversi centimetri) e sezioni: tonda, ovale, quadrata o trapezoidale.

Il tipo più comune di sezione trasversale è rotondo, poiché un tale filo ha il rapporto massimo tra l'area della sezione trasversale e il suo perimetro. Il peso del prodotto dipende direttamente dalla composizione della sua lega e dal diametro stesso.

Il nicromo ha una rara combinazione di proprietà che lo rendono semplicemente una lega eccezionale, il cui unico analogo, fechral, è molto inferiore ad esso sotto tutti gli aspetti.

La resistenza al calore di questo materiale può raggiungere fino a 1400 gradi Celsius (lega bicomponente). La temperatura di esposizione massima consentita dipende dalla composizione della lega. Inoltre, questo filo non cambia forma sotto l'influenza del calore e non si piega.

Il filo di nichelcromo ha un'elevata resistenza corrente elettrica, il che significa che questo metallo richiederà molto meno di uno simile senza perdita della quantità di calore generata. Pertanto, i dispositivi che utilizzano filo di nichelcromo avranno dimensioni e peso inferiori.

La lega bicomponente non ha proprietà magnetiche. Si verificano solo quando viene aggiunto ferro, ma hanno prestazioni molto deboli.

Il nichelcromo non è soggetto a corrosione, resistente agli ambienti aggressivi, grazie ai quali ha una durata quasi illimitata. Il filo di nichelcromo ha una buona duttilità e un'eccellente stampaggio, pur avendo un'elevata resistenza e durezza, non teme le sollecitazioni meccaniche.

La composizione della lega metallica varia le prestazioni di queste caratteristiche. La foto mostra le principali opzioni per l'avvolgimento del filo di nichelcromo.

L'uso del filo di nichelcromo

L'uso del filo di nichelcromo è molto ampio, grazie alla sua versatilità. Nell'industria, viene utilizzato per creare apparecchiature di laboratorio, unità di resistenza, resistori, reostati, vari dispositivi di riscaldamento, forni elettrici e forni per la tostatura e l'essiccazione, in saldatrici. Il filo con una sezione trasversale di diversi centimetri può essere utilizzato per la produzione di saldature automatiche e persino corde.

Ci sono elementi di filo di nichelcromo in molti articoli per la casa: tostapane, asciugacapelli, sistemi di riscaldamento per finestre e specchietti retrovisori in auto, stufe per la casa, vaporizzatori e persino solette per scarpe.

Molto spesso, questo filo viene utilizzato anche per attrezzature fatte in casa: tronchesi e seghetti elettrici (per legno e schiuma), saldatori e dispositivi per bruciare legno, fucine domestiche.

La scelta del filo di nichelcromo

Come scegliere il filo che ti serve ad hoc per le tue esigenze? Per scopi diversi vengono utilizzati articoli con diverse composizioni di leghe, diametri e sezioni trasversali, quindi qui, prima di tutto, è necessario concentrarsi sulla marcatura del filo.

La marcatura H indica che questo filo viene utilizzato nella produzione di elementi riscaldanti di diametro non superiore a 0,2 mm.

La marcatura C indica che questo prodotto è adatto per la produzione di elementi di resistenza di vari meccanismi.

La marcatura TEN indica l'applicabilità di questo prodotto per la produzione di resistenze elettriche tubolari.

La marcatura indica anche le temperature di esercizio massime per una particolare lega e la sua resistività.

Temperature di esercizio/resistività:

Х20Н80 fino a 1200 gradi Celsius — Х20Н80 — 1,12 Ohm*mm/m
Х15Н60 fino a 1125 gradi Celsius — Х15Н60 — 1,13 Ohm*mm/m
KhN20YUS fino a 1100 gradi Celsius - KhN20YUS - 1,02 Ohm*mm/m
KhN70Yu fino a 1200 gradi Celsius - KhN70Yu - 1,30 Ohm*mm/m

Sopra nel testo ci sono indicatori per fili con uno spessore superiore a 3 mm. Maggiore è il diametro del filo, maggiore è il valore di questi indicatori.

Assicurati di prestare attenzione alla disponibilità dei documenti tecnici del produttore, sulla base dei quali è stato realizzato questo filo: GOST o TU. Solo questi documenti possono garantire che stai acquistando un prodotto di qualità, le cui caratteristiche non saranno inferiori a quelle dichiarate dal produttore.