Los elementos calefactores se rompen debido a una combinación de factores térmicos, mecánicos y químicos.La expansión y contracción repetidas de los ciclos de calentamiento y enfriamiento provocan tensiones mecánicas que, con el tiempo, se desgastan.Pueden formarse puntos calientes debido a un calentamiento o blindaje desiguales, lo que acelera los daños localizados.La oxidación y el funcionamiento intermitente hacen que la capa protectora de óxido se agriete y se escame, exponiendo el metal a una mayor degradación.Las altas temperaturas también pueden provocar el crecimiento del grano en las aleaciones, haciéndolas quebradizas.Además, la contaminación y la corrosión por gases o humos ambientales pueden debilitar el elemento.En conjunto, estos factores contribuyen al fallo final de los elementos calefactores.
Explicación de los puntos clave:
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Expansión y contracción térmicas
- Los elementos calefactores se dilatan cuando se calientan y se contraen cuando se enfrían.Este ciclo repetido de expansión y contracción provoca tensiones mecánicas en el material.
- Con el tiempo, esta tensión provoca microfisuras y debilitamiento estructural, lo que acaba provocando la rotura del elemento.
- Este proceso es especialmente pronunciado en elementos sometidos a frecuentes ciclos de calentamiento y enfriamiento, como los de hornos u hornos.
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Formación de puntos calientes
- Los puntos calientes se producen cuando determinadas zonas del elemento calefactor se calientan significativamente más que el resto debido a una distribución desigual del calor o al apantallamiento por los soportes.
- Estas altas temperaturas localizadas aceleran la oxidación y la degradación del material en las zonas afectadas.
- Los puntos calientes también pueden provocar un desbordamiento térmico, en el que la temperatura en el punto caliente aumenta de forma incontrolada, provocando un fallo rápido.
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Oxidación y funcionamiento intermitente
- Los elementos calefactores suelen estar recubiertos de una capa protectora de óxido que evita la oxidación.
- Los frecuentes ciclos de calentamiento y enfriamiento hacen que esta capa de óxido se agriete y se desprenda, exponiendo el metal fresco a la oxidación.
- La pérdida de la capa protectora acelera la degradación del material, haciendo que el elemento sea más propenso a fallar.
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Fragilización debida al crecimiento del grano
- A altas temperaturas, la estructura cristalina del material del elemento calefactor puede cambiar, dando lugar a un crecimiento del grano.
- En las aleaciones que contienen hierro, esto da lugar a la formación de granos grandes y quebradizos que son más susceptibles al agrietamiento.
- La fragilización reduce la resistencia mecánica del elemento, haciéndolo más propenso a romperse bajo tensión.
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Contaminación y corrosión
- Los elementos calefactores que funcionan en entornos con gases o humos pueden sufrir contaminación.
- Los contaminantes reaccionan con el material del elemento, provocando corrosión seca y debilitando la estructura.
- La corrosión también puede provocar la formación de picaduras o grietas, comprometiendo aún más la integridad del elemento.
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Sobrecalentamiento
- Si un elemento calefactor se sobrecalienta debido a una corriente excesiva o a una refrigeración insuficiente, puede provocar una rápida degradación del material.
- El sobrecalentamiento acelera la oxidación, el crecimiento del grano y la formación de puntos calientes, todo lo cual contribuye al fallo.
- En casos extremos, el sobrecalentamiento puede hacer que el elemento se funda o se queme por completo.
Al conocer estos factores clave, los compradores de equipos y consumibles pueden tomar decisiones informadas sobre la selección de elementos calefactores con materiales y diseños que minimicen estos mecanismos de fallo, garantizando una mayor vida útil y reduciendo los costes de mantenimiento.
Tabla resumen:
| Factor | Descripción |
|---|---|
| Expansión térmica | Los ciclos repetidos de calentamiento y enfriamiento causan tensiones que provocan grietas y debilitamiento. |
| Puntos calientes | El calentamiento desigual crea daños localizados, acelerando la oxidación y el fallo. |
| Oxidación | Los ciclos frecuentes agrietan la capa protectora de óxido, exponiendo el metal a la degradación. |
| Crecimiento del grano | Las altas temperaturas provocan granos quebradizos, reduciendo la resistencia mecánica. |
| Contaminación y corrosión | Los gases o humos ambientales debilitan el elemento por corrosión. |
| Sobrecalentamiento | El calor excesivo acelera la oxidación, el crecimiento del grano y los puntos calientes, lo que provoca un fallo rápido. |
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