دھاتی کور والا پی ایف اے ہیٹر بعض اوقات اندرونی وائر سپورٹ کے مقامات پر 'ہاٹ رنگ' نمونے کیوں دکھاتا ہے؟

بعض اوقات، اندرونی دھاتی کور (Incoloy، Titanium یا سٹینلیس سٹیل) کے ساتھ PFA ہیٹر PFA سطح پر "ہاٹ رنگ" کے نمونے-گرم بینڈ بناتے ہیں جو واضح طور پر زیادہ گرم، رنگین یا چھوٹے ہوتے ہیں۔ ان حلقوں کی موجودگی ان مقامات پر جہاں اندرونی حرارتی تار کو سیرامک ​​اسپیسرز، میکا واشرز یا کور کے اندر دھاتی بریکٹس کے ذریعے سپورٹ کیا جاتا ہے۔ ہر سپورٹ پوائنٹ پر حرارتی تار سے بیرونی میان تک تھرمل چالکتا کا راستہ تبدیل کیا جاتا ہے۔ معاون مواد میں ارد گرد کے میگنیشیم آکسائیڈ (MgO) کی موصلیت سے کم تھرمل چالکتا ہو سکتا ہے، جس سے مقامی گرم جگہ بنتی ہے۔ متبادل طور پر، سپورٹ MgO کو شامل کر سکتا ہے، اس طرح اس کی موصلیت کو کم کرتا ہے۔ اس کا نتیجہ گرمی کے بہاؤ میں اضافے کا ایک حلقہ ہے، جو اس محوری مقام پر پی ایف اے کی سطح کے درجہ حرارت کو 10–30 ڈگری تک بڑھاتا ہے۔ وقت گزرنے کے ساتھ، گرم حلقے مقامی طور پر پی ایف اے کو کم کر دیتے ہیں، جس سے اسکیلنگ اور کریکنگ ہوتی ہے۔ نوادرات خاص طور پر بار بار آن/آف سائیکلنگ (تھرمل تھکاوٹ) والے ہیٹر میں اور پیمانے پر-بڑھانے والے مائعات میں ظاہر ہوتے ہیں۔

سپورٹ پوائنٹس پر حرارت کے بہاؤ میں خلل
معیاری PFA ہیٹر میں مزاحمتی تار میگنیشیم آکسائیڈ (MgO) پاؤڈر میں دھاتی کور کے اندر سرایت شدہ ہے۔ MgO ایک الیکٹریکل انسولیٹر ہے اور اس میں اچھی تھرمل چالکتا ہے (≈ 2–5 W/m·K)۔ سرامک اسپیسرز یا میکا واشر وقفے وقفے سے (ہر 50-200 ملی میٹر) تار کو بیچ دیتے ہیں اور اسے بنیادی دیوار سے ٹکرانے سے روکتے ہیں۔ یہ سپورٹ میٹریل تھرمل چالکتا میں MgO کے مقابلے میں 1-2 W/m·K (سیرامک) یا 0.2-0.5 W/m·K (میکا) زیادہ غریب ہیں۔ سپورٹ پوائنٹ پر تھرمل چالکتا کم ہونا ایک رکاوٹ کا سبب بنتا ہے: تار سے گرمی سپورٹ کے ذریعے زیادہ آہستہ ہوتی ہے اور تار کا درجہ حرارت مقامی طور پر بڑھ جاتا ہے۔ تار کا بڑھتا ہوا درجہ حرارت نیچے کی طرف گرمی کے بہاؤ کو بڑھاتا ہے اور بیرونی میان پر زیادہ درجہ حرارت کی انگوٹھی پیدا کرتا ہے۔ کام کرنے والے PFA ہیٹر کی انفراریڈ تصاویر سپورٹ پوائنٹس پر درجہ حرارت کی چوٹیوں کو دکھاتی ہیں جو پس منظر سے 5-15 ڈگری سینٹی گریڈ اوپر ہیں۔

کچھ ڈیزائنوں میں سپورٹ پوائنٹ MgO پاؤڈر کو کمپریس کرتا ہے، اس کی پوروسیٹی کو کم کرتا ہے اور اس کی تھرمل خصوصیات کو تبدیل کرتا ہے۔ کمپریشن MgO (اچھی) ​​کی چالکتا کو بڑھا سکتا ہے۔ لیکن کمپریشن کور پر مکینیکل دباؤ ڈالتا ہے اور پی ایف اے میان کو بگاڑ سکتا ہے۔

گرم رنگ کے دستخط اور دریافت
ہیٹر کی قسم سپورٹ میٹریل سپورٹ اسپیسنگ (ملی میٹر) رنگ میں مخصوص ΔT (ڈگری) مرئی آرٹفیکٹ کا مرئی رنگت کا وقت (گھنٹے @ 90 ڈگری پانی)
معیاری صنعتی سیرامک ​​اسپیسر 100 8-15 ہلکا پیلا، دھندلا رنگ 2,000-4,000
معیاری صنعتی میکا واشر 150 5–104,000–6,000 تھوڑا سا دکھائی دے رہا ہے
High power density (>5 ڈبلیو/سینٹی میٹر 2) سرامک 80 15-30 ڈسٹنٹ ڈارک رنگ 500-1,500
کم طاقت کی کثافت (<2.5 W/cm2) Mica 200 2–5Invisible >10,000
ناقص طور پر بنایا ہوا سپورٹ (غلط طریقے سے سپورٹ) سیرامک ​​وی آر 20-40 رنگ، چھالے شدید 100-500
Thermal equaliser (copper sleeve)Any Any 2-8 Minimal >10,000
سخت پانی (بڑے پیمانے پر پانی) سیرامک ​​100 ΔT پیمانے پر جمع ہونے کے ساتھ بڑھتا ہے 500–1,000 (پیمانہ تیز ہوتا ہے) سفید رنگ @ اسکیل مقام
کیوں ہاٹ رِنگز ناکام ہو جاتے ہیں۔
گرم انگوٹھی خود ایک ناکامی نہیں ہے، لیکن یہ تین ناکامی میکانزم کو تیز کرتی ہے:

لوکلائزڈ اسکیلنگ: اسکیل ترجیحی طور پر سخت پانی میں گرم انگوٹھی پر تیز ہوتا ہے۔ اسکیل پرت (سفید، چاکی) ہیٹر کو موصل بناتی ہے اور درجہ حرارت کو مزید بڑھاتی ہے۔ انگوٹھی پیمانے کا ایک سفید بینڈ ہے۔ پیمانہ مہینوں میں 1-2 ملی میٹر موٹا ہو سکتا ہے جو خود کو برقرار رکھنے والا گرم مقام بناتا ہے۔

تھرمل تھکاوٹ: انگوٹھی کا علاقہ باقی ہیٹر کے مقابلے میں ہر آن/آف سائیکل پر زیادہ دباؤ دیکھتا ہے۔ 2,000-5,000 چکروں (بمقابلہ. 10،000+ سائیکلوں کے بعد دوسری جگہوں پر) رنگ میں دراڑیں بننا شروع ہو جاتی ہیں۔

دخول سرعت: انگوٹھی کا بڑھتا ہوا درجہ حرارت پی ایف اے کے ذریعے پانی اور تیزاب کی زیادہ رسائی کا سبب بنتا ہے۔ یہ انگوٹھی کے نیچے دھاتی کور کی تیزی سے سنکنرن کی طرف جاتا ہے، جس سے قبل از وقت زمینی خرابی پیدا ہوتی ہے۔

ایک عام فیل ہونے والے ہیٹر میں گرم انگوٹھی میں طواف میں شگاف یا چھالا ہو گا۔ ہیٹر کا بقیہ حصہ بغیر کسی نقصان کے ظاہر ہو سکتا ہے جو کہ مینوفیکچرنگ کی خرابی کی نشاندہی کرے گا۔ تاہم، بنیادی وجہ اندرونی سپورٹ پوائنٹ ہے۔

ڈیزائن میں بہتری اور تخفیف
گرم انگوٹی کے نوادرات کو کم کرنے کے لیے:

سیرامک ​​کے بجائے میکا سپورٹ کا استعمال کریں: MgO کے ساتھ Mica کی حرارت کی چالکتا میں کم مماثلت ہے اور ΔT کو 50% تک کم کرتا ہے۔ ابرک بھی پتلا ہے (سیرامک ​​کے لیے 0.5–1 ملی میٹر بمقابلہ. 3–5 ملی میٹر)، جو خلل کی محوری لمبائی کو کم کرتا ہے۔

سپورٹ کا فاصلہ بڑھائیں سپورٹ اسپیس (150-200 ملی میٹر بمقابلہ 50-100 ملی میٹر) بڑھنے سے فی ہیٹر کے حلقوں کی تعداد کم ہو جاتی ہے۔ کم بجتی ہے، ناکامی کے کم پوائنٹس۔

تھرمل ایکویلائزر شامل کریں: ایک پتلی تانبے یا ایلومینیم کی آستین (0.5 ملی میٹر) دھاتی کور کے اوپر (PFA کے نیچے) حرارت کو محوری سمت میں تقسیم کرتی ہے، شام کے درجہ حرارت کے فرق کو۔ آستین 10-20٪ زیادہ ہے، لیکن گرم حلقوں کو ہٹا دیتا ہے.

کم واٹ کی کثافت: 3 ڈبلیو/سینٹی میٹر 2 سے کم یا اس کے مساوی ہونے پر آپ کو کسی بھی جگہ پر کم مطلق درجہ حرارت بڑھے گا اور گرم حلقے کم واضح ہوں گے۔

تار کسی خاص سپورٹ کے بغیر ہیلی طور پر مڑا ہوا ہے: کچھ ہیٹروں کی تار کی کنڈلی خود کو سہارا دیتی ہے (اس کی لمبائی کے ساتھ کور کو چھوتی ہے)۔ ان ڈیزائنوں میں کوئی سپورٹ پوائنٹ نہیں ہے، اور اس لیے کوئی گرم حلقے نہیں ہیں۔ لیکن تار-بنیادی رابطہ مزید تھرمل مسائل پیدا کرتا ہے (رابطے کے مقامات پر ہاٹ سپاٹ بن سکتے ہیں)۔

فیلڈ کی مثال
سیرامک ​​سپورٹ کے ساتھ پی ایف اے ہیٹر 75 ملی میٹر کے وقفے کے ساتھ سخت پانی کی چڑھانا ٹینک (300 پی پی ایم CaCO₃، 80 ڈگری) میں لگائے گئے تھے۔ 6 مہینوں کے بعد ہیٹر نے 75 ملی میٹر کے وقفے پر واضح سفید پیمانے کی انگوٹھیاں ظاہر کیں۔ اسکیل ڈیسکلنگ کے ذریعے مٹا دیا گیا لیکن انگوٹھیاں 2 ماہ سے بھی کم وقت میں واپس آ گئیں۔ ہیٹر کی زندگی 12-18 ماہ۔ پلانٹ کو 150 ملی میٹر کے فاصلہ اور کاپر تھرمل ایکویلائزر پر ابرک سپورٹ کے ساتھ ہیٹر میں تبدیل کیا گیا تھا۔ ڈیسکلنگ کو 3 ماہ سے کم کر کے 12 مہینے کر دیا گیا، ہیٹر کی لائف بڑھ کر 5+ سال ہو گئی، اور کوئی ڈسکلنگ رِنگ نہیں دیکھی گئی۔

نتیجہ: گرم حلقے اندرونی سپورٹ پوائنٹس کے نمونے ہوتے ہیں پی ایف اے ہیٹر پر "ہاٹ رِنگ" نوادرات اندرونی سپورٹ پوائنٹس (سیرامک ​​اسپیسرز، میکا واشرز) کے ذریعے بنائے جاتے ہیں جو مزاحمتی تار سے حرارت کی منتقلی میں خلل ڈالتے ہیں۔ معاون مواد کی کم تھرمل چالکتا کے نتیجے میں ایک مقامی گرم علاقے (ΔT=5-30 ڈگری ) ہوتا ہے جو تیز تر سکیلنگ، تھرمل تھکاوٹ اور دخول کا سبب بنتا ہے۔ گرم حلقے رنگ برنگی یا پیمانہ کاری کے طوافی بینڈ کے طور پر ظاہر ہوتے ہیں۔ کم کرنے کے لیے، مائیکا سپورٹ کی وضاحت کریں، سپورٹ سپیسنگ میں اضافہ کریں، تھرمل ایکویلائزر آستین کا اضافہ کریں، یا خود کو سپورٹ کرنے والے تار ڈیزائن کو استعمال کریں۔ گرم رنگ کا اثر خاص طور پر ان مائعات کے لیے برا ہوتا ہے جو ترازو بناتے ہیں۔ اگر آپ اپنے ہیٹر میں انگوٹھیاں دیکھتے ہیں، تو مسئلہ اندرونی سپورٹ کا ہے۔ "دوبارہ-ڈیزائن کریں یا کم عمر مریں۔" آپ انتخاب کر سکتے ہیں۔