Mehanizmi progresivnega staranja, ki sčasoma povzročijo pregrevanje grelnika kartuše

Mehanizmi progresivnega staranja, ki sčasoma povzročijo pregrevanje grelnika kartuše
Redko se zgodi, da se kartušni grelnik nenadoma pokvari. Notranja delovna temperatura se postopoma zvišuje s postopnimi modifikacijami ovoja, izolacije in uporovne žice, dokler niso presežene omejitve materiala. Razumevanje poti staranja omogoča posredovanje pred katastrofalnim propadom.
Pri visokih temperaturah uporovna žica neprestano oksidira. Pod toplotnim kroženjem se plast oksida razširi, zlomi in obnovi ter postopoma razjeda osnovno kovino. Vroče točke postanejo intenzivnejše in lokalna odpornost se poveča, ko se presek-zmanjša. Izolacija iz magnezijevega -oksida je izpostavljena pogostemu širjenju in krčenju hkrati, kar lahko ustvari mikroskopske prostore in zmanjša njeno toplotno prevodnost. Posledično se toplota, ki jo proizvaja žica, sooča z večjim uporom, ko potuje do ovoja, s čimer se zviša temperatura žice za enako vhodno moč. Notranje povečanje je še poslabšano zaradi dodatne toplotne pregrade, ki jo ustvari površinski kamen na ovoju.
Tudi če nastavljene vrednosti procesa in nastavitve moči ostanejo nespremenjene, je skupni učinek postopno zvišanje notranje temperature. Da bi prikrili degradacijo, dokler element ne more več doseči temperature ali doživi odprtega tokokroga, lahko krmilniki to kompenzirajo z znižanjem delovnega cikla. Zgodnji električni znaki tega procesa vključujejo zmanjšanje izolacijskega upora in zaznavno povečanje upora elementov.
Staranje je zaznano, preden pregrevanje postane resno, s programi za spremljanje, ki redno preverjajo vrednosti upora in izolacije. Hitrost razgradnje je mogoče upočasniti z zmanjšanjem nepotrebnega toplotnega cikla ali z delovanjem pri nekoliko nižji gostoti vatov. Zvišanja notranje temperature ni mogoče pospešiti z dodatnim zunanjim toplotnim uporom, če se ohrani vrhunsko prileganje izvrtine in čistoča površine.
Delovna temperatura, frekvenca ciklov in izpostavljenost okolja vplivajo na stopnjo staranja. Laboratorijski instrumenti, ki se redko uporabljajo, oprema za pakiranje z velikim številom ciklov in neprekinjene visoko{1}}temperaturne matrice ustvarijo različne krivulje razgradnje. Pri močnih ciklih ali višjih procesnih temperaturah se lahko kartušni grelec, ki se počasi stara pri konstantni srednji-temperaturi, bistveno hitreje približa režimu pregrevanja. Izbira začetne vatne gostote in razporedov vzdrževanja, ki ohranjajo notranje pogoje v sprejemljivih mejah za celotno načrtovano življenjsko dobo, je omogočena z-specifično oceno pričakovane temperature, profila cikla in intervalov spremljanja.