Не работает спираль нагрева

В независимости от качества, рано или поздно, почти все электрические обогреватели стают плохо греть, не включаются или уже совсем не греют.
Самостоятельный ремонт электрического обогревателя не составляет больших трудностей, так как зачастую данный класс устройств не считается сложным прибором.
В быту люди используют большое разнообразие электрических электрообогревателей: электрические инфракрасные камины, конвекторы, тепловентиляторы и разнообразные масляные радиаторы. У всех подобных приборов в независимости от конструктивных особенностей, нагревающим элементом служит нихром.

Следует заметить что чем проще конструкция обогревателя тем дольше будет работать такой прибор, и кто муже легче будет разобраться в поломке и починить его.

Устройство

Для быстрого и эффективного ремонта, прежде всего, необходимо понимать как устроен обогреватель.
В независимости от разновидности таких устройств, все они имеют основные общие элементы.
Обогреватели оборудуются одно- или двух клавишными выключателями которыми можно выбирать один или два ТЭНа которые будут греть, а также лампочками индикации работы ТЭНа.
ТЭН может иметь не два контакта а три, с двумя разделенными греющими спиралями внутри.

Сразу после сетевого шнура с вилкой может стоять защитный термопредохранитель, который будет автоматически отключать обогреватель после перегрева, например если накрыть конвектор сверху полотенцем.
Также может присутствовать датчик наклона, который сработает, если например, конвектор упадет или перевернется.
Помимо термопредохранителя, также может быть и «автоматический выключатель» — предохранитель тока перегрузки, для других аварийных ситуаций.

Диагностика и поиск неисправности обогревателя

Любая диагностика начинается с разборки обогревателя, но прежде чем разбирать, его необходимо отключить и вытянуть вилку с розетки.
Откручиваем винтики корпуса, скорее всего корпуса панели управления. Добравшись до соединительной управляющей панели с термостатом, терморегулятором и другими элементами, проверку начинаем с прозвонки сетевого шнура.
Дальше проверяем работу всех управляющих клавиш и тумблеров — прозванивая их тестером. Затем все последовательные цепи.

Терморегулятор проверяется тестером и он должен выдать на контактах нулевое сопротивление (КЗ) или близкое к нулевому, это будет говорить о исправности терморегулятора.

Помимо исправности самих элементов обогревателя, причина поломки может скриватся и в плохом и ненадежном контакте проводников, со временем, из за разности материалов они окисляются и отгнивают, так что в данном моменте тоже следует обратить внимание.
Затем проверяются защитные элементы: датчик положения и термопредохранитель.

Термопредохранитель прозванивают тестером, в исправном и холодном состояние на его контактах должно быть нулевое сопротивление (КЗ).
Таких термопредохранителей может быть несколько штук в одном корпусе и как правило чем больше корпус — тем больше в нем термопредохранителей.
Следует заметить что термопредохранитель может быть и рабочим (исправным) но из за сильной загрязненности фильтров и конвекционных отверстий они могут моментально срабатывать и отключать обогреватель.

Что же представляет из себя датчик положения, так это, в большынстве конструкций, какой то грузик который при наклоне или ронению обогревателя воздействует на мини выключатель который уже размыкает напряжение. Исправный датчик положения, в нормальном вертикальном положение обогревателя на своих контактах должен иметь нулевое сопротивление (КЗ).
Основным решающим моментом будет проверка нагревательных ТЭНов. В больших обогревателях их как правило несколько, наиболее часто их два. И часто причиной недостаточного прогрева помещения есть выход из строя одного из ТЕНов.
В большинстве случаев ТЭН не подлежит ремонту и заменяется аналогичным.
Как проверить ТЭН? Сопротивление на его контактах может быть разным, в зависимости от конкретного устройства, но однозначно он должен прозваниватся. Примерные значения сопротивления могут быть в диапазоне 20 — 100 Ом.

Основные неисправности обогревателей

Обогреватель не включается.
Причин может быть несколько. Необходимо проверить розетку, вилку и электрический шнур. Затем разобрать и убедится в наличие сетевого напряжения внутри устройства, лучше всего использовать для этого контрольную лампочку на 40Вт.
Проверяется напряжение по последовательной цепи, термопредохранитель, термостат, термовыключатель, ТЭН
Проверку под напряжением следует проводить осторожно или использовать метод прозвонки на сопротивление (мультиметром) уже без напряжения.

Тепловентелятор включается но не греет.
Обогреватель дует воздух но при этом не греет его, такая ситуация явно указывает на неисправность ТЭНа, один из участков спирали может быть поврежден, необходимо внимательно осмотреть всю протяжность нихромного проводника, а также прозвонить тестером сам ТЭН, сопротивление должно быть где то в раене 70 Ом.
В случае видимого разрыва или отгорания нихромового проводника, его можно попытаться восстановить если немножко оттянуть оборванные проводники к центру и аккуратно скрутить с запасом их друг к другу, затем надежно вставить «соединение» обратно, но так чтоб оно не сместилось и не замкнуло в процессе работы случайно на соседние витки спирали.
Также причиной такой работы может быть термопредохранитель или биметаллические пластины терморегулятора. В холодном состояние они должны быть замкнути, иногда возникает необходимость их зачистки для улучшения надежности контакта. Исправные биметаллические пластины от тепла паяльника должны размыкаться.

Тепловентилятор греет но вентилятор не крутится (не дует).
Если лопасти исправны и нигде не подклинены, то вероятнее всего причина в двигатели.
Но все же сначала необходимо убедится в том что на двигатель поступает напряжение. Убедится в том что его вал легко и без усилий проворачивается.
Дальше двигатель можно проверить мультиметром, его контакты должны прозваниватся и показывать хоть каое то сопротивление.
При необходимости моторчик можно разобрать и осмотреть внутри, возможно сильное загрязнение. Прозвонить обмотки, почистить коллекторный узел и осмотреть надежность прилегания щеток. Возможно будет необходимо прокапать машинным маслом втулки движущей части двигателя.
При перегоранию обмоток двигатель необходимо заменить.

Обогреватель отключается (из за перегрева)
Причин может быть несколько. Например большая площадь обогрева и маломощный конвектор, в следствие постоянной работы перегревается корпус и внутренние элементы в том числе элементы защиты от перегрева которые отключают устройство.
В других случаях может быть причиной неправильная установка конветора. Необходимо организовать свободный приток поступающего воздуха к нижней части обогревателя и свободный отток горячего воздуха из верхней части конвектора, нечем не накрывать его и не создавать сопротивление выходу тепла с конвектора.

Масляный радиатор протекает.
Самостоятельный ремонт в таких случаях является задачей непростой и неблагодарной. Клеи и герметики в данном случае бесполезны.
Для герметизации пробоин необходимо слить масло, залить водой и с помощью инверторной сварки для тонких листов. Проварить пробоину, предварительно зачистив место от краски и коррозии.
При постоянном вытекание масла следует понимать что все же масло необходимо будет долить, так как для эффективной работы такого обогревателя необходимо наличие 90% объема масла от общей емкости масляного «бака», остальное пространство должен занимать воздух, он играет роль своеобразной подушки при розшырению масла при нагреве.

Источник

ФЛП Андреев В.Г.

Электротермическое оборудование Украина, г. Харьков

Анализ причин преждевременного выхода из строя нагревателей в промышленных электропечах

Содержание

С чем связан выход из строя промышленных электропечей?

Обследование работы промышленных электропечей показало, что, выход из строя связан главным образом с тем, что эксплуатационный срок службы металлических нагревательных элементов, значительно меньше, чем он мог бы быть. Так на многих электропечах, работающих при температуре 900-1000° срок службы нагревателей должен быть не меньше года, однако на заводах нагреватели работают в среднем от 2 до 4 месяцев. Ниже дан анализ причин, приводящих к преждевременному выходу из строя нагревателей.

Анализ причин выхода из строя ЭППД

Одним из основных недостатков многих конструкций нагревателей, созданных на заводах или в других неспециализированных организациях, является неоправданное применение мелких сечений проволоки и ленты.

Сечение проволоки

Например, применяется лента сечением 1.0х10 мм 2 и 1.5х15 мм 2 , а проволока диаметром 2.5 и 3.0 мм и лента 1.2х12 мм 2 и 1.0х10 мм 2 , и даже 0.8х8.0 мм 2 и 0.6х6.0 мм 2 . Иногда применяют мелкие сечения без учета влияния величины сечения на срок службы нагревателя. Использование более крупных сечений может вызвать необходимость установки понизительных трансформаторов, но в большинстве случаев это экономически целесообразно, так как значительно увеличит срок службы нагревателей и избавит от потерь во время частых, довольно продолжительных простоев. Если же трансформаторы по каким-либо причинам установить невозможно, то следует подбирать такую схему включения, которая позволила бы использовать нагреватели максимального сечения.

Соотношение диаметра спирали к диаметру проволоки, шага к диаметру проволоки

Еще одним распространенным недостатком при конструировании нагревателей является применение спирали с недопустимо большим отношением её диаметра (D) к диаметру проволоки (d) и недопустимо малым шагом спирали (t) к диаметру проволоки (d). Первое приводит к тому, что витки спирали ложатся друг на друга и происходит или перегрев, или короткое замыкание. На одном из заводов отношение D/d было принято равным 20, так как заранее задавшись величиной ваттной нагрузки при меньшем значении D/d, невозможно было разместить необходимую длину нагревателя. В этом случае целесообразнее иметь несколько большую удельную поверхностную мощность нагревателя, что повысит его температуру, но уменьшит отношение диаметров, ликвидировав возможность замыкания, а следовательно, и повысит срок службы нагревателя.

В большинстве случаев спирали нагревателей навиваются вплотную без заранее определенного шага, а затем растягиваются. Это приводит к неравномерному шагу по длине спирали, т.е. к местным перегревам, которые тем больше, чем меньше шаг витков. Поэтому необходимо применять спирали с соотношением t÷d≥2, несмотря на то, что при этом повышается удельная поверхностная мощность. Увеличение этого отношения до 2.5-3.0 при той же мощности на 1м2 стенки печи увеличит температуру нагревателя не более чем на 10°, но значительно увеличит надежность работы нагревателя, а длина и вес его уменьшаться в 1.5 раза.

Выбор сплава спирали

На ряде заводов не делается различия между сплавами Х15Н60 и Х20Н80 (любой материал нагревателя называют «нихром»). В результате нагреватели из сплава марки Х15Н60, попадая в печи с рабочей температурой 1000-1100°, выходят из строя.

Часто очень небрежно относятся к сварке нагревателей. Известны случаи (причем на разных заводах), когда нагреватели из сплава марки ОХ27Ю5А (ЭИ-625) сваривались электродами марок 1Х18Н9Т для температур до 1200°, вывода из сплава марки Х25 приваривались к нагревателям из сплава марки Х20Н80 медными электродами.

Причины выхода из строя нагревателей

Расположенные на поду нагреватели значительно чаще выходят из строя, чем боковые и сводовые. Причиной этого является окалина, попадающая на нагреватели. Кроме того, подовые нагреватели более заэкранированы, чем остальные. На некоторых заводах вместо жароупорных подовых плит применяют довольно массивный шамотный кирпич (65 мм). Удельную поверхностную мощность подовых нагревателей применяют такую же, как для боковых и сводовых нагревателей.

Чтобы увеличить срок службы подовых нагревателей рекомендуется:

несколько снижать удельную поверхностную мощность подовых нагревателей в сравнении с удельной поверхностной мощностью боковых нагревателей (при металлических жароупорных плитах на 20 – 30%, при карборундовых на 30 – 40%, при плитах из шамотных кирпичей на 40 – 50% — в зависимости от толщины плиты).

Чтобы попадающая в подподовое пространство окалина не попадала на нагреватели, последние должны быть обязательно приподняты над подом.

Иногда нагреватели выходят из строя из-за плохой керамики. Например, на одном из заводов сводовые нагреватели перегорали из-за порчи подвесных сводовых керамических балок.

Эксплуатация нагревателей и сплавы из которых они делаются

Заводы-потребители отмечают, что качество получаемых сплавов сопротивления нестабильно. Например, окалиностойкость сплава марки Х20Н80 разных плавок различна. Исследование работы нагревателей, изготовленных из нихрома различных плавок, так же показали, что качество его нестабильно. В одной из опытных печей при одинаковых условиях некоторые нагреватели за 4500 ч работы изменяли свое сопротивление на

20%, другие вышли из строя через 3700 ч, изменив сопротивление на 80%.

Особое внимание следует обратить на эксплуатацию нагревателей, изготовленных из железохромалюминиевых сплавов марок ОХ23Ю5Т (ЭИ-595) и ОХ27Ю5Т (ЭИ-626). До сих пор нагреватели из этих сплавов применяются в условиях, при которых они соприкасаются с простым шамотом, что при температурах выше 1000° совершенно недопустимо.

Сварка нагревателей между собой или же приварка к нагревателю вывода осуществляется внахлестку или при помощи хомута, в то время как эти сплавы рекомендуется сваривать так, чтобы возможное место изгиба спирали было на расстоянии 20 – 25 мм от места сварки (от места с повышенной хрупкостью).

Иногда нагреватель делается без специального вывода, т.е. из печи выводится прямо проволока нагревателя. Особенно это опасно для нагревателей из сплавов ЭИ-595 и ЭИ-626, так как температура на некоторой части проволоки вывода не ниже чем в печи, а в огнеупорной части футеровки проволока соприкасается с шамотом, даже если он в рабочей камере обмазан раствором технического глинозема (обмазать отверстие, через которое делается вывод, забывают). Это приводит к выводу из строя нагревателя внутри футеровки печи.

Перегрев печи

Кроме этого имеется еще одна довольно распространенная причина вывода из строя нагревателей – перегрев печи. Происходит это при отказе терморегулятора, залипании контактов промежуточного реле или контактов и т.д.

К сожалению, большинство электропечей, выпускаемых в настоящее время специализированными организациями, не имеют никакой защиты от перегрева, однако во всех случаях она необходима. Иногда это может быть дополнительное реле, которое срабатывает при залипании контактов контактора, включая звуковой сигнал, извещающий о перегреве печи; в более ответственных случаях это может быть полное резервирование регулирования: аварийная термопара или аварийный прибор с установкой температуры несколько большей (на 15 – 20°) уставки основного регулирующего прибора. Аварийный прибор отключает резервным контактором нагреватели при достижении температуры печи определенного значения.

В тех электропечах, где устранены вышеперечисленные причины, приводящие к преждевременному выходу нагревателя из строя, срок службы их с достаточной степенью точности соответствует сроку службы, определенному по существующей методике расчета с учетом окисления нагревателя.

Источник