495 电加热管研发实例-外管材料

495 电加热管研发实例-外管材料

电加热管的外管直接和被加热介质接触，有多种型式和材料类型。

就型式而言，如加热液体时，可考虑采用光管；加热气体时，可考虑采用翅片管（多采用在光管外绕片型式）等。

就材料而言，需要考虑被加热介质性质、加热温度等。

部分常用外管材料及其特性如下。

铜

外管表面温度低于300℃时可考虑，有一定耐蚀性；密度约8.9g/cm³，20℃时热导率约390W/(m.℃)，300℃时热导率约350W/(m.℃)。

钛

外管表面温度低于400℃时可考虑，对盐水等溶液有优异的耐蚀性；密度约4.5g/cm³，20℃时热导率约15W/(m.℃)，500℃时热导率约22W/(m.℃)。

不锈钢

外管表面温度低于400℃时可考虑301（1Cr17Ni7）、304（0Cr18Ni9）、316L（00Cr17Ni14Mo2）等（三种不锈钢的耐蚀性，316L>304>301；304应用最广泛，可用于加热水或食品料液、药液等），外管表面温度低于500℃时可考虑321（0Cr18Ni10Ti），外管表面温度低于600℃时可考虑310S（0Cr25Ni20）等。

不锈钢材料的密度约8.0g/cm³，20℃时热导率约12W/(m.℃)，100℃时热导率约16W/(m.℃)，400℃时热导率约20W/(m.℃)。

镍铬铁合金

外管表面温度低于800℃时，可考虑英格莱（Incoloy）800系列镍铬铁合金，成分范围约为：镍30%～35%，铬19.5%～23.5%，碳0.025%～1.0%，硅0.5%，铜1.5%～3.0%，钼2.5%～3.5%，铝0.2%，钛0.6%～1.2%，磷0.02%，硫0.01%，其余为铁；具有较好的耐高温和耐腐蚀特性，密度约8.0g/cm3，常温热导率约12W/（m.℃）；如英格莱800（Cr20Ni32Fe，高温快冷形成的单一奥氏体组织），热导率21℃时约11.6 W/（m.℃），21～427℃范围内平均约18.3 W/（m.℃），21～982℃范围内平均约30.8 W/（m.℃）。

非金属材料

非金属材料具有优异的耐腐蚀和绝缘特性，可考虑的非金属外管材料如下。

聚四氟乙烯

耐热温度可达250℃，密度约2.2g/cm³，比热容约1.05kJ/(kg.℃)，线膨胀系数约1.8*10-5℃^-1，热导率约0.25W/(m.℃)，通过纳米微粒强化等方法可提高至1.0 W/(m.℃)以上。

石英玻璃

水晶熔制石英玻璃耐热温度可达1100℃（合成石英玻璃950℃，不透明石英玻璃800℃），20℃热导率约1.4W/(m.℃)，200℃热导率约1.6W/(m.℃)， 600热导率约2.0W/(m.℃)，1000热导率约2.3W/(m.℃)；20℃比热约0.89J/(g.℃)，400℃比热约0.97J/(g.℃)，1000℃比热约1.15J/(g.℃)。

陶瓷

如氟化铝陶瓷（AlN），热导率可达100W/(m.℃)以上，电阻率（25℃）大于10¹⁴欧姆.厘米，热膨胀系数（20～400℃）约4.3*10^-6℃^-1（与硅相近），介电常数（25℃）约8.8MHz。

除上述材料外，实际应用中还有多种材料可用作电加热管的外管材料，只要满足与被加热介质及管内导热绝缘填充材料相容、较高的耐热温度和热导率、适宜的强度或韧性等，都可以考虑。

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