سلسلة أضرار درجات الحرارة العالية جدًا-: تدهور المواد الداخلية للسخانات المحروقة الجافة-
يؤدي الحرق الجاف-الناجم عن تأثير درجات الحرارة العالية جدًا- إلى حدوث سلسلة من التدهور التدريجي للمواد داخل أنابيب التسخين الكهربائية، مما يؤدي إلى تدمير أسلاك المقاومة والمواد العازلة والأغلفة المعدنية طبقة تلو الأخرى، وهو السبب الأساسي لتخريد السخان بشكل دائم. يتمتع كل مكون أساسي لأنابيب التسخين الصناعية بحدود تصميمية صارمة-لمقاومة درجات الحرارة العالية، كما أن درجة الحرارة المرتفعة التي تصل إلى 800 درجة + الناتجة عن الحرق الجاف تخترق تمامًا جميع عتبات سلامة المواد. يختلف عن التقادم الموحد في ظل التشغيل العادي، فإن ضرر الحرق الجاف يكون متفجرًا ومدمرًا، مما يتسبب في فشل كامل للمعدات بأكملها في وقت قصير. يمكن لالتقاط درجة الحرارة في الوقت الحقيقي للمزدوجة الحرارية - أن يسجل بدقة درجة حرارة الذروة للحرق الجاف والتحقق من آلية فشل المواد لكل مكون.
إن ذوبان سلك المقاومة الداخلية وكسره هو رابط الفشل الأول للحرق الجاف. تستخدم أنابيب التسخين الصناعية في الغالب أسلاك تسخين الكروم والنيكل Cr20Ni80{3}}، والتي تتمتع بأداء مستقر أقل من 600 درجة ولكنها تواجه تدهورًا سريعًا في الأداء فوق 700 درجة. في حالة الاحتراق الجاف، ترتفع درجة حرارة السلك الداخلي إلى ما هو أبعد من الحد الآمن في ثوانٍ، مما يؤدي إلى ذوبان موضعي وترقق وكسر نهائي لأسلاك المقاومة. بمجرد أن ينكسر سلك التسخين، يفقد أنبوب التسخين وظيفة التسخين تمامًا، ويشكل عطلًا دائمًا في الدائرة المفتوحة - ولا يمكن إصلاحه. حتى إذا لم تنقطع الأسلاك الفردية بشكل كامل على الفور،-فإن الإجهاد الحراري الناتج عن درجات الحرارة العالية سوف يتسبب في حدوث كسر في الطاقة اللاحقة-عند التشغيل.
تعد تفحيم مسحوق أكسيد المغنيسيوم العازل من أخطر المخاطر الخفية لفشل الحرق الجاف. يعتمد مسحوق أكسيد المغنيسيوم عالي النقاء- على بنية جزيئية مستقرة لتوفير أداء عزل كهربائي ممتاز في ظل ظروف العمل العادية. تحت تأثير درجة الحرارة العالية جدًا للحرق الجاف- فوق 800 درجة، تخضع الشوائب العضوية الداخلية والبنية البلورية لمسحوق العزل للتحلل الحراري وتفاعل الكربنة، مما يشكل جزيئات كربون موصلة. يتم تحويل المادة العازلة الأصلية إلى وسط موصل، مما يؤدي إلى فقدان كامل لأداء العزل بين الأسلاك الداخلية والغلاف الخارجي، ويحدث فشل تسرب كهربائي مستمر للغلاف.
تشكل الأكسدة والثقوب الناتجة عن درجات الحرارة العالية-القشرة المعدنية مخاطر على السلامة الهيكلية. ستخضع الأصداف المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ مثل 304 و316 لأكسدة شديدة في درجة حرارة عالية-عند 800 درجة، مما يؤدي إلى توليد طبقات أكسيد مفكوكة ومتقشرة على السطح. سيؤدي الحرق الجاف طويل الأمد- إلى ترقق مستمر في جدار الأنبوب، وذوبان موضعي وثقب. يفقد هيكل الغلاف المكسور تمامًا قدرات الحماية الهيكلية ضد الماء والغبار، مما يسمح للوسائط الخارجية والشوائب بغزو الجزء الداخلي للأنبوب، مما يزيد من تفاقم مخاطر الدائرة القصيرة والتسرب الكهربائي. في بيئات العمل القابلة للاشتعال، قد تؤدي أغطية الأنابيب الساخنة ذات الحرارة العالية-والحمراء-والحطام المعدني المكسور إلى إشعال بقع الزيت والغبار والمواد القابلة للاحتراق المحيطة، مما يؤدي إلى وقوع حوادث حريق.
إن تراكب ثلاث حالات فشل مادية رئيسية يشكل نتائج تخريد لا رجعة فيها. يحافظ التسخين السائل العادي على التشغيل المنسق والمستقر للأسلاك ومسحوق العزل والأصداف؛ يدمر الحرق الجاف جميع المكونات الأساسية في وقت قصير. حتى إذا تم إيقاف تشغيل الجهاز فورًا بعد الحرق الجاف القصير، فإن الكربنة الدقيقة-لمسحوق العزل والإجهاد الحراري لأسلاك التسخين موجودة بالفعل، وستظهر أخطاء مخفية في التشغيل اللاحق. تحدد معايير الصيانة الصناعية بوضوح أن جميع أنابيب التدفئة المحروقة الجافة- غير قابلة للإصلاح ويجب التخلص منها واستبدالها مباشرة.
يعمل تصميم الحماية ضد الاحتراق-الجاف- المستهدف على تجنب فشل تدهور المواد. يمكن أن تؤدي مطابقة المزدوجات الحرارية ذات الحساسية العالية-مع اكتشاف درجة الحرارة-ونظام إيقاف التشغيل التلقائي-إلى قطع مصدر الطاقة خلال أجزاء من الثانية من ارتفاع درجة حرارة الاحتراق الجاف، مما يؤدي إلى تجنب تلف المواد الداخلية بسبب درجات الحرارة العالية جدًا-. يتعاون التصميم الهيكلي المعقول ومطابقة المعلمات مع التحكم الذكي في درجة الحرارة لمنع سلسلة تلف الاحتراق الجاف من المصدر وضمان سلامة المواد -على المدى الطويل لمكونات أنبوب التسخين.
