Када су температуре смрзавања зауставите покретање грејача
Део опреме се налази у хладњачи на -80 степени. Оператер укључује систем грејања, али се ништа не дешава. Грејач кертриџа једноставно одбија да се покрене. Овај сценарио се дешава чешће него што многи схватају у окружењима са ултра ниским температурама.
Стандардни кертриџ грејачи су дизајнирани за конвенционалне услове рада. Њихове спецификације перформанси претпостављају разуман опсег температуре околине. На -100 степени, правила се потпуно мењају. Електрични отпор грејне жице се помера, својства изолације се погоршавају, а разлике у термичком ширењу између материјала могу изазвати механички квар.
Основно питање лежи у почетним карактеристикама грејног елемента. На ултра-ниским температурама, отпор легуре никла-хрома која се користи у већини грејача картриџа значајно опада. То значи да грејач троши већу струју него што се очекивало када је укључен, потенцијално окидање заштитних уређаја или прегревање унутрашњих компоненти пре него што температура омотача порасте. У међувремену, изолација од магнезијум оксида, која обично обезбеђује одличну топлотну проводљивост и електричну изолацију, постаје мање ефикасна на криогеним температурама. Његова топлотна проводљивост опада за приближно четрдесет процената када се охлади са собне температуре на температуру течног азота.
Избор материјала постаје критичан за апликације на ултра-ниским температурама. Стандардни омоти од нерђајућег челика могу постати ломљиви. Водеће жице, које се често занемарују, представљају једну од најчешћих тачака квара. ПВЦ изолација пуца на ниским температурама, излажући проводнике. Силиконска или тефлонска изолација остаје флексибилна на екстремној хладноћи и треба је специфицирати за било који грејач кертриџа за који се очекује да ради испод -40 степени.
Материјали омотача захтевају једнаку пажњу. Док је нерђајући челик 304 довољан за многе-задатке грејања на ниским температурама, његова дуктилност опада на криогеним температурама. Инцонел 600 омоти, иако скупљи, одржавају механички интегритет током екстремних температурних промена. Ово постаје посебно важно у апликацијама где грејач кертриџа ради између -100 степени и повишених температура за одмрзавање или регенерацију.
Завршна тачка где се проводници спајају на тело грејача заслужује посебну пажњу. Кондензација влаге се формира када грејач прелази између хладних и топлих услова. Ова влага се може замрзнути и проширити, оштетити везу или створити путеве за цурење струје. Херметички затворени завршеци спречавају овај проблем и топло се препоручују за било који грејач кертриџа који се користи у влажним хладним срединама.
Избор густине у ватима прати другачију логику на ултра-ниским температурама него на собној температури. Конвенционална мудрост сугерише ниже густине вати за криогене примене како би се спречило локализовано прегревање. Међутим, масивни ефекат хладњака криогених структура значи да грејач мора да испоручи довољан топлотни учинак да би се превазишли губици топлоте. Искуство показује да густине у ватима од 5 до 7 вати по квадратном центиметру често добро раде за грејаче кертриџа у ултра-услугама на ниским температурама, балансирајући испоруку топлоте са ризиком од врућих тачака.
Једно практично разматрање које се често занемарује је уклапање отвора. На собној температури, размак од 0,05 до 0,1 милиметара између грејача кертриџа и његовог отвора обезбеђује оптималан пренос топлоте. На -100 степени, термичка контракција мења ове димензије. Отвор се скупља, потенцијално превише чврсто стежући грејач, док се сам грејач скупља различитом брзином. Настали напони могу оштетити омотач или створити неуједначен контакт који смањује ефикасност преноса топлоте.
Искуство на терену сугерише да грејачи кертриџа који су одређени за употребу на ултра-ниским температурама треба да се подвргну тестирању на хладно-пре примене. Отпор изолације треба да буде изнад 500 мегома, а струја цурења треба да остане испод 0,5 милиампера на предвиђеној радној температури. Ове вредности дају основу за континуирано праћење одржавања.
Одлука да се користи грејач кертриџа на -100 степени није само питање избора производа више-оцене. Захтева разумевање како се свака компонента-од отпорне жице до изолације електрода понаша у екстремним условима. Грејач који ради беспрекорно на собној температури може да поквари у року од неколико сати на криогеним температурама. Одговарајућа спецификација, заснована на стварним условима рада, а не на каталошким оценама, чини разлику између поуздане услуге и неочекиваног застоја.
