Sposoby uszkodzenia elementu grzejnego są skupione w kilku typach: przerwany drut oporowy, spadek izolacji, skorodowana lub perforowana powłoka, utlenione zaciski. Rzadko zdarzają się nagle — są skutkiem stopniowego odchodzenia warunków montażu lub eksploatacji od założeń projektowych.

1. Czy element znalazł się ponad lustrem cieczy?

Elementy zanurzeniowe oddają ciepło do cieczy. Gdy poziom spadnie, górna część zostaje odsłonięta, jej powierzchnia szybko osiąga kilkaset stopni, izolacja z MgO zawodzi i dochodzi do przebicia.

Rozwiązaniem nie jest samo «pilnowanie poziomu». Zamontuj wyłącznik minimalnego poziomu zblokowany z obwodem grzewczym albo opuść element tak, aby jego górny koniec był 100 mm poniżej poziomu minimalnego. W zbiornikach z dużymi wahaniami poziomu pomaga też rura cyrkulacyjna.

2. Czy obciążenie powierzchniowe ustawiono zbyt wysoko?

Przy tej samej mocy mniejsza powierzchnia elementu oznacza większe obciążenie powierzchniowe. Woda wytrzymuje 6–8 W/cm², olej tylko 2–4 W/cm², a media o dużej lepkości jeszcze mniej.

Gdy obciążenie powierzchniowe jest zbyt duże, olej koksuje się na ściance rurki, warstwa koksu podnosi temperaturę ścianki i w końcu drut oporowy przepala się w miejscowym punkcie gorącym. Po rozcięciu takie uszkodzenia często nie wykazują wyraźnej korozji powłoki — ale wewnętrzny drut jest stopiony, a MgO odbarwiony.

3. Luz montażowy i kontakt

W grzałkach patronowych luz pasowania w otworze powinien wynosić 0,05–0,1 mm. Zbyt duży zwiększa opór cieplny, więc element pracuje o kilkadziesiąt stopni goręcej niż forma; zbyt mały powoduje zarysowanie powłoki przy wyjmowaniu.

To samo dotyczy grzałek opaskowych. Zarówno tolerancja średnicy wewnętrznej, jak i moment dokręcania śrub wpływają na kontakt. Sprawdzenie na całym obwodzie szczelinomierzem albo nałożenie pasty termoprzewodzącej to skuteczne usprawnienia.

4. Temperatura otoczenia zacisków

Korpus elementu wytrzymuje 600°C, ale zaciski zwykle tylko 150–200°C. Jeśli skrzynka zaciskowa przylega do gorącego sprzętu albo długość zimnego końca jest zbyt mała, zaciski stale się utleniają, rośnie rezystancja styku i w końcu się przegrzewają i przepalają.

Długość zimnego końca potwierdź już przy doborze. Na obiekcie można dodać podkładkę termiczną, wydłużyć komorę zaciskową albo odsunąć skrzynkę zaciskową od źródła ciepła.

5. Częstotliwość załączania i szok termiczny

Częste cykle załączania i wyłączania poddają element powtarzalnym rozszerzeniom i skurczom termicznym. Powłoka i MgO mają różne współczynniki rozszerzalności; po długim cyklowaniu wewnątrz powstają szczeliny, pogarsza się przewodzenie ciepła i pojawia się miejscowe przegrzanie.

Jeśli proces wymaga częstej regulacji, zastosuj ciągłą regulację SCR zamiast przełączania stycznikiem, aby zminimalizować szok termiczny. W dużych podgrzewaczach przełączanie grupowe jest łagodniejsze niż uruchamianie i zatrzymywanie całego zespołu.

Dwie uwagi przy wymianie

Przed zamontowaniem nowego elementu ustal, dlaczego zawiódł stary. Jeśli przyczyną było koksowanie, wymiana bez wyczyszczenia układu skaże nowy element na tak samo krótką żywotność.

Ponadto w podgrzewaczach wieloelementowych wymieniaj całą grupę, a nie tylko element uszkodzony. Stare i nowe elementy mają różną rezystancję, więc stare przewodzą większy prąd i wkrótce również zawiodą.

O żywotności elementu decydują razem projekt, montaż i eksploatacja. Przejdź przez powyższe punkty, a większości przedwczesnych awarii da się uniknąć.