سخان الخرطوشة، المعروف أيضًا باسم -عنصر التسخين الطرفي الفردي، هو نوع من عناصر التسخين الأنبوبي. في صناعة التدفئة الكهربائية في الصين، تمت الإشارة إليها منذ فترة طويلة بتسمية النموذج: M3. في أواخر التسعينيات، عندما أصبحت عناصر التسخين مستخدمة على نطاق واسع في جميع أنحاء الصين وتنوعت أشكالها، كان هذا النوع من السخان المستخدم لتسخين القالب، مع خروج الخيوط من أحد الأطراف، يُطلق عليه بشكل واضح اسم "-عنصر التسخين النهائي" في جنوب الصين.
على المستوى الدولي، يُعرف باسم "سخان الخرطوشة"، وهو اسم وصفي بنفس القدر، حيث أن غلاف الخرطوشة أسطواني ومغلق من أحد طرفيه - وهو مفهوم يتوافق تمامًا مع المصطلحات الصينية. تتميز هذه السخانات بهيكلها البسيط، وقوتها الميكانيكية العالية، والكفاءة الحرارية الممتازة، والسلامة، والموثوقية، وسهولة التركيب، وعمر الخدمة الطويل، وقلة التلوث، والقدرة على تحمل التكاليف. تشمل المزايا الإضافية توفير الطاقة، والتشغيل الآمن، والقدرة على الثني في أشكال مختلفة، وسهولة الحمل، والتفكيك السهل.
اليوم، سوف نستكشف هيكلي الأسلاك الشائعين لسخان الخرطوشة: الاتصال الخارجي (المجعد) والاتصال الداخلي (المتعرج).
الاختلافات الرئيسية بين هذين الهيكلين هي كما يلي:
1. تختلف عملية التصنيع
التوصيل الخارجي: يتم توصيل الدبوس الطرفي (الدبوس البارد) وسلك الرصاص خارج أنبوب التسخين باستخدام طرف مجعد أو موصل مشابه. غالبًا ما تكون نقطة الاتصال هذه مُزودة بأنابيب من الألياف الزجاجية لمزيد من الحماية العازلة ولحماية المفصل من الانحناء الزائد.
التوصيل الداخلي: بالنسبة للسخانات المتصلة داخليًا، لا يبرز الدبوس الطرفي. وبدلاً من ذلك، يتم توصيل-سلك التوصيل ذو درجة الحرارة العالية بالمسمار الطرفي الموجود داخل فتحة الأنبوب قبل عملية الختم النهائية. يتم بعد ذلك إغلاق هذا الاتصال وتثبيته بشكل دائم داخل الأنبوب باستخدام مواد مثل السيراميك أو مركبات مانعة للتسرب متخصصة. تعد هذه العملية أكثر تعقيدًا وتستغرق وقتًا-أكثر من الطريقة الخارجية.
2. تختلف مادة سلك الرصاص ذات درجة الحرارة العالية
التوصيل الخارجي: بما أن التوصيل يتم من الخارج فإن درجة الحرارة عند المفصل تظل منخفضة نسبياً. لذلك، يحتاج سلك الرصاص عادةً إلى مقاومة درجة حرارة تبلغ حوالي 200 درجة فقط.
التوصيل الداخلي: هنا، يتم توصيل سلك التوصيل ذو درجة الحرارة المرتفعة-مباشرة بسلك المقاومة الموجود داخل الأنبوب وداخل المنطقة الساخنة. وبالتالي، يجب أن يتحمل سلك الرصاص هذا درجات حرارة أعلى بكثير، عادة حوالي 800 درجة أو أكثر. يتم استخدام مواد مثل سلك النيكل النقي بشكل شائع، مما يساهم في ارتفاع التكلفة.
المزايا الرئيسية للاتصال الداخلي:
لا توجد وصلات مجعدة، أو ثني-مقاومة، أو مقاومة للتسرب-الإثبات: تمنع خطر ضعف الاتصال، أو قصر الدائرة، أو ارتفاع درجة الحرارة، أو احتراق الأسلاك عند أطراف التوصيل الطرفية المجعدة.
يتيح كثافة طاقة أعلى: يعمل السلك مباشرة كالسلك، مما يسمح بكثافة طاقة تتجاوز 25 وات/سم²، وهو أمر يصعب تحقيقه باستخدام التوصيلات الخارجية.
مادة سلكية فائقة الجودة: تستخدم التوصيلات الداخلية أسلاكًا عالية الأداء-.
عادةً ما يستخدم التوصيل الخارجي سلكًا من الفولاذ المقاوم للصدأ كسلك، وهو مناسب لدرجات حرارة تصل إلى حوالي 350 درجة. ومع ذلك، في درجات الحرارة المرتفعة، يتأكسد الفولاذ المقاوم للصدأ ويتكربن بسرعة. يتغير هيكلها المعدني، وتنخفض قدرتها المضادة للأكسدة، مما يؤدي إلى الشيخوخة السريعة، والكربنة، وانخفاض كفاءة التسخين، وانخفاض درجات الحرارة، وانخفاض الأداء الكهربائي، والفشل في نهاية المطاف.
يستخدم التوصيل الداخلي سلكًا-من النيكل ذو درجة حرارة عالية-أو سلكًا من النيكل المطلي بالتفلون-. يوفر قلب النيكل، المصنوع من النيكل النقي أو على الأقل من سبيكة 80Ni20Cr، أداءً مستقرًا، ومقاومة ممتازة لدرجات الحرارة العالية-، ومقاومة دائمة للأكسدة. في ظل الاستخدام العادي، من غير المرجح أن تحدث عملية الكربنة لأكثر من خمس سنوات، مما يؤدي إلى إطالة عمر الخدمة بشكل كبير مقارنة بالأنواع المتصلة خارجيًا.
توصيات الاختيار للهيكلين:
ج. استنادًا إلى الحمل السطحي: بالنسبة للسخانات ذات الحمل السطحي أقل من 6 وات/سم² (طاقة أقل ودرجة حرارة تشغيل أقل)، يعد الاتصال الخارجي الأكثر فعالية من حيث التكلفة- اختيارًا مناسبًا.
B. For Long Lead Wires (>500 مم): يوصى عمومًا بالاتصال الخارجي، حيث يصبح تصنيع التوصيلات الداخلية صعبًا ومكلفًا بشكل متزايد باستخدام أسلاك أطول.
ج. بالنسبة للأنابيب القصيرة جدًا أو ذات الأقطار الصغيرة جدًا: اختر الاتصال الخارجي حيثما أمكن ذلك.
د. المساحة المحدودة عند نقطة الاتصال: اختر الاتصال الداخلي إذا كانت المساحة محدودة بعد تركيب السخان.
ه. عندما يحتاج السلك الرصاص إلى الانحناء أو الحركة المتكررة: إذا كان جذر سلك الرصاص يتطلب تثبيت عمود الانحناء - أو قد يكون عرضة لحركة متكررة أثناء التشغيل، فيُنصح بالتوصيل الداخلي (مع سلكه المتكامل المقاوم للانحناء-).
و. بيئات درجة الحرارة المحيطة العالية: إذا كان كل من جسم المدفأة ومنطقة الرصاص سيتعرضان لدرجات حرارة عالية، فاختر التوصيل الداخلي. قم بإقرانه بسلك توصيل مناسب ذو درجة حرارة عالية-استنادًا إلى درجة حرارة التشغيل المحددة.
ز. البيئات التي تحتوي على زيوت ثقيلة/شحوم أو غازات مسببة للتآكل: يوصى بالتوصيل الداخلي، ومن الأفضل إقرانه بأسلاك معزولة بالتفلون-. ملاحظة: يجب عدم استخدام أسلاك التيفلون في البيئات ذات درجات الحرارة العالية-.
باختصار، لا يتعلق الاختيار بين الأسلاك الداخلية والخارجية بكون أحدهما متفوقًا عالميًا، بل يتعلق باختيار الأداة المناسبة للمهمة بناءً على متطلبات كهربائية وحرارية وميكانيكية وبيئية محددة.
