Водородная печь встала через три недели после ремонта: элементы покрылись рыхлым налётом, местами оплавились по границам зёрен, и обрыв пришёлся сразу в нескольких точках. Температура по прибору не превышала рабочей, газ подавался по регламенту.
При разборе выяснилось две вещи. Первая: элементы стояли из нихрома, хотя в печи идёт восстановительная атмосфера с остатками технологической смазки на садке. Вторая: температура элемента была выше температуры печи, потому что теплоотвод в водороде хуже, чем кажется по паспорту.
Вопрос «можно ли нихром» решается двумя проверками. Сначала смотрят, есть ли в газе сера и её соединения. Потом считают температуру элемента и сравнивают с пределом марки.
| Условия | Нихром | Что делать |
|---|---|---|
| Сухой водород без серы, элемент до 1050 °C | Да | Cr20Ni35, 1,04 мкОм·м, с запасом по нагрузке |
| Сухой водород без серы, элемент до 1200 °C | Да, но без запаса | Cr20Ni80, 1,09 мкОм·м, сократить межремонтный цикл |
| Есть сероводород или сернистые примеси | Нет | Переход на фехраль, нихром не спасает защита |
| Температура элемента выше 1200 °C | Нет | 0Cr25Al5, 1,40 мкОм·м, до 1300 °C |
Верхняя строка — рабочая для большинства печей этого типа. Нижние две — те, на которых чаще всего ошибаются, потому что смотрят только на название газа, а не на его чистоту и не на температуру элемента.
Сам по себе водород серы не содержит. Она приходит из четырёх мест: из трубопровода и узла подготовки газа, с поверхности садки вместе с остатками масла и смазочно-охлаждающей жидкости, из футеровки и теплоизоляции, а также из уплотнений и смазок, которые разлагаются при нагреве.
Механизм разрушения одинаков для любой серосодержащей среды. Сера взаимодействует с защитной оксидной плёнкой, разрушает её и образует с никелем соединения с низкой температурой плавления. Плёнка перестаёт быть барьером, металл оголяется, и дальше окисление идёт по всей поверхности, а не только в дефектных местах.
Хуже всего то, что внешне это выглядит как обычная окалина. Отличие появляется на изломе: металл хрупкий, по границам зёрен видна тёмная сетка.
Фехраль держится в таких условиях лучше, потому что её защитная плёнка построена на оксиде алюминия и не зависит от никеля. Ступень выбирают по температуре элемента.
| Температура элемента | Марка | ρ20, мкОм·м |
|---|---|---|
| до 950 °C | 1Cr13Al4 | 1,25 |
| до 1300 °C | 0Cr25Al5 | 1,40 |
| до 1350 °C | 0Cr21Al6Nb | 1,42–1,45 |
| 1250–1400 °C | 0Cr27Al7Mo2 | 1,45–1,53 |
При переходе с нихрома на фехраль сопротивление меняется сильно: 1,09 против 1,40 у 0Cr25Al5. Тот же элемент с той же длиной даст другой ток, поэтому пересчёт обязателен, иначе вместо ремонта получится новый перегрев.
Третий пункт часто переворачивает вывод: печь с рабочей температурой 1050 °C ставит элемент в условия 1150–1200 °C, и ступень с пределом 1050 °C здесь уже не годится.
| Марка | ρ20, мкОм·м | Температура, °C | Когда берут |
|---|---|---|---|
| 0Cr25Al5 | 1,40 | 1300 | Основной выбор при сере в газе |
| 0Cr21Al6Nb | 1,42–1,45 | 1350 | Когда нужен запас по температуре |
| Cr20Ni80 | 1,09 | 1200 | Только при сухом газе без серы |
В запросе достаточно указать марку, размер, количество и место доставки; если размер нетиповой — приложите чертёж или образец. Отвечаем ценой и сроком в течение рабочего дня, отгрузку сопровождаем протоколом анализа и упаковочным листом по партии.
Можно, если газ сухой и без серы, а температура элемента в пределах марки: 1050 °C для Cr20Ni35, 1200 °C для Cr20Ni80.
Она разрушает оксидную плёнку и образует с никелем легкоплавкие соединения. Защита исчезает, и металл разрушается по всей поверхности.
Фехраль по температуре: 0Cr25Al5 с 1,40 мкОм·м до 1300 °C или 0Cr21Al6Nb с 1,42–1,45 до 1350 °C.
Обязательно. Сопротивление меняется с 1,09 на 1,40 мкОм·м и выше, и элемент той же длины даст другой ток и другую температуру.
Источники: GB/T 1234 «Сплавы электронагревательные повышенного сопротивления»; ASTM B344; DIN 17470 / 17471; опубликованные материалы изготовителей. Приведённые соответствия марок носят коммерческий характер и не являются гарантией взаимозаменяемости: окончательная приёмка — по составу и размеру, согласованным в заказе.
