Патронный ТЭН TP20×150: технические характеристики, расчёт мощности и заказ по чертежу

Патронный ТЭН типоразмера TP20×150 — это трубчатый электронагреватель с диаметром корпуса 20 мм и длиной развёртки 150 мм. В отличие от бытовых погружных ТЭНов, патронные модели предназначены для встраивания в металлический массив: пресс-формы термопластавтоматов, плиты вулканизационных прессов, каналы экструдеров, матрицы печей полимеризации. В этой статье — расчёт рабочих параметров, материалы корпуса и сценарии заказа, когда серийный ТЭН не подходит.

Что означает маркировка TP20×150

TP — Tubular Patron (патронный ТЭН) по классификации ГОСТ 13268-88. Цифры после букв — наружный диаметр и длина активной части в миллиметрах. TP20×150: Ø20 мм, длина 150 мм. Рабочая часть — вся трубка, контактные стержни выходят за габарит.

Патронные ТЭНы отличаются от фланцевых или одиночных штуцерных тем, что не имеют резьбы для вворачивания в бак. Они устанавливаются в глухое отверстие с посадкой H7/h6 или в открытый паз, фиксируются стопорным винтом или обжимной втулкой. Тепло передаётся через плотный контакт стенки ТЭНа с металлом оснастки — коэффициент теплопередачи выше, чем при погружении в жидкость, поэтому удельная поверхностная мощность может достигать 15–25 Вт/см² (для сравнения: водяной ТЭН — до 8–10 Вт/см²).

Расчёт сопротивления и тока для TP20×150

Для заказа патронного ТЭНа под конкретную задачу необходимо знать напряжение сети и требуемую мощность. По закону Ома и формуле мощности:

R = U² / P — сопротивление одного нагревательного элемента, Ом;
I = P / U — ток для однофазного включения, А.

Пример: TP20×150 на 220 В, мощность 0,5 кВт (500 Вт).
R = 220² / 500 = 96,8 Ом.
I = 500 / 220 = 2,27 А.

Если ТЭН включается в трёхфазную сеть звездой на 380 В (линейное напряжение), ток на фазу:

I_линейный = P / (√3 × U_линейного)
При мощности 1,5 кВт: I = 1500 / (1,732 × 380) ≈ 2,28 А.

Сопротивление каждой ветви (одного ТЭНа в фазе) — по формуле для однофазного элемента: R = 380² / 500 = 288,8 Ом.

ГОСТ 13268-88 допускает отклонение по мощности +5/−10 %. Это означает, что сопротивление может быть выше номинала на 11 % или ниже на 4 %. При заказе партии ТЭНов для пресс-формы, где важна равномерность нагрева, стоит указывать допуск по сопротивлению ±3 % — это делается индивидуально.

Материалы корпуса: выбор под среду и температуру

Патронные ТЭНы работают в сухой среде — в контакте с воздухом, маслом, расплавленным пластиком или металлом. Коррозионная нагрузка ниже, чем в воде, но температура может достигать 600–800 °C на поверхности трубки. Материал корпуса выбирается по рабочей температуре и химической стойкости к среде.

Для TP20×150 в типовом прессовом нагреве до 350 °C достаточно AISI 304 (08Х18Н10). Если ТЭН работает в контакте с расплавом полиамида (PA6, PA66) при 280–320 °C, корпус из AISI 321 (08Х18Н10Т) предпочтительнее — он меньше склонен к межкристаллитной коррозии при длительных циклах.

Геометрия и присоединение: почему серийный TP20×150 не всегда подходит

Стандартная длина активной части 150 мм — это только развёртка трубки. Внутри неё находится нихромовая спираль в магнезитовой засыпке (периклаз). Контактные стержни могут быть выведены с одной стороны (односторонний вывод) или с обеих (двусторонний). Длина холодных концов и тип клемм (под обжим, под винт, под штекер Faston) — параметры, которые определяются конструкцией оснастки.

Часто заказчик находит в каталоге TP20×150 и покупает его, а потом выясняет, что:

• длина холодного конца на 5 мм больше, чем глубина отверстия в плите — ТЭН не встаёт;
• диаметр 20 мм не входит в отверстие Ø19,8 мм — требуется обточка корпуса;
• выводы расположены не в ту сторону — мешает кожух пресс-формы.

Изготовление по чертежу или по фотографии старого ТЭНа решает эти проблемы. Партия от 1 шт. — можно заказать TP20×150 с индивидуальными размерами холодных концов, типом клемм, допуском по диаметру и сопротивлению.

Пример из практики

Задача: нагреватель для матрицы термопластавтомата Haixi 180. Старый ТЭН TP20×150 перегорел. При замере — сопротивление обрыва. Новый серийный с длиной холодного конца 25 мм не подошёл: в матрице глубина посадки 18 мм, стержень упирается в дно. Заказали TP20×150 с холодным концом 15 мм, односторонний вывод, клеммы под винт M4. Срок — 7 дней. Мощность — 0,6 кВт под 220 В, сопротивление 80,7 Ом. Допуск по сопротивлению ±3 % — разница между тремя ТЭНами в комплекте не превысила 2,5 Ом.

Как заказать TP20×150 с доставкой

Для заказа патронного ТЭНа TP20×150 необходимы следующие данные:

• диаметр и длина — 20×150 мм или иной размер;
• напряжение питания (220, 380 В или другое);
• требуемая мощность (Вт) или сопротивление (Ом);
• материал корпуса (AISI 304/321/316/Inconel);
• длина холодных концов и тип клемм;
• количество штук (от 1 шт.).

Если нет чертежа — достаточно прислать фото старого ТЭНа с линейкой. По фотографии снимаются все габариты, тип выводов и материал корпуса (определяется визуально или по маркировке). Доставка по РФ — транспортными компаниями (Деловые Линии, ПЭК, СДЭК) или Почтой России.

Срок изготовления типового TP20×150 — 5–10 рабочих дней. Срочный заказ (2–3 дня) возможен при наличии материала на складе.

Патронный ТЭН TP20×150 — не универсальный нагреватель, а элемент оснастки, который должен точно соответствовать геометрии пресс-формы или плиты. Заказ по чертежу или по фото старого ТЭНа исключает доработки и простои оборудования. Если вам нужен TP20×150 с конкретными параметрами — отправьте размеры и требования, мы изготовим партию от 1 шт. за 5–10 дней.