Оребренные ТЭНР78 А13/2,0 О 220 Ф1: разбор конструкции и опыт применения

Фото из каталога ТЭН-Миасс. Изготовление по образцу или чертежу.

На одном из объектов столкнулись с проблемой: масло в закалочной ванне нагревалось неравномерно, гладкие ТЭНы выходили из строя через 2-3 месяца из-за коксования на поверхности. Замена на Оребренные ТЭНР78 А13/2,0 О 220 Ф1 дала стабильную работу больше года. Разбираем, что внутри этого нагревателя и где его ставить.

Конструкция Оребренных ТЭНР78 А13/2,0 О 220 Ф1

Оболочка выполнена из нержавеющей стали марки AISI 304 толщиной 1,2 мм. Оребрение - стальная лента толщиной 0,5 мм, навитая по всей длине активной части. Шаг ребра 5 мм, высота ребра 7 мм. За счет этого площадь теплоотдачи относительно гладкого ТЭНа той же длины увеличена в 3,8 раза.

Номинальная мощность 2,0 кВт при напряжении 220 В. Длина активной части (без выводов) - 600 мм, полная длина в сборе - 670 мм. Диаметр трубки 13 мм, фланец резьбовой Ф1 - резьба 1 1/4 дюйма (трубная цилиндрическая). Рабочая температура на оболочке в воздухе до 350 °C, в масле - до 200 °C.

Среда эксплуатации и ограничения

Нагреватель рассчитан на масла (трансформаторное, индустриальное, закалочное) и воздушные потоки. Главное условие - среда не должна быть агрессивной к нержавейке 304 (хлор, сильные кислоты, щелочи исключены). Оребрение снижает плотность мощности на поверхности: гладкий ТЭН 2 кВт диаметром 13 мм дает около 7,5 Вт/см², а оребренный - 1,9 Вт/см². Это предотвращает перегрев прилегающих слоев масла и замедляет коксование.

Для воздуха требуется скорость обдува не менее 1,5 м/с - иначе теплоотвод недостаточен, и ТЭН перегреется. В масле естественная конвекция обеспечивает нужную циркуляцию, поэтому принудительную вентиляцию ставить не нужно.

Монтаж и крепление Ф1

Резьба Ф1 (1 1/4 дюйма) - стандартный присоединительный размер для баков и емкостей. Вырез в стенке делается Ø37-38 мм, уплотнение - асбестовая или паронитовая прокладка (до 300 °C), либо медная для масел. Допускается установка в горизонтальное или вертикальное положение. При горизонтальной установке оребрение должно быть полностью погружено в среду - выступающие над поверхностью ребра быстро перегреваются и прогорают.

Выводные концы - шпильки М4 из нержавейки, длина контактной части 30 мм. Подключение через клеммные колодки с сечением провода до 2,5 мм². Затяжку делать динамометрическим ключом с моментом 2,0-2,5 Н·м - перетяжка ломает шпильки.

Почему оребрение продлевает жизнь ТЭНа

Основная причина отказов гладких ТЭНов в вязких средах - локальный перегрев. Масло у поверхности разлагается, образуется кокс, который работает как теплоизолятор. С оребрением температура оболочки ниже, слой кокса растет медленнее. По нашим замерам, скорость образования отложений на оребренном ТЭНе в тех же условиях в 4 раза меньше, чем на гладком. Ресурс возрастает с 3 месяцев до 14-16 месяцев при работе в масле И-20 с температурой 120 °C.

Часто задаваемые вопросы