管狀電加熱器元件

管狀電熱元件（簡稱電熱管）是一種專門將電能轉化為熱能的電器元件。它是以金屬管為外殼（包括不鏽鋼、紫銅管），沿管內中心軸向均布螺旋電熱合金絲（鎳鉻、鐵鉻合金）其空隙填充壓實具有良好絕緣導熱性能的氧化鎂砂，管口兩端用矽膠密封，這種金屬鎧裝電熱元件可以加熱空氣，金屬模具和各種液體。常見的電熱管有翅片電熱管、翅片電熱管、翅片電熱管、鐵氟龍電熱管、石英電熱管等等。由於其價格便宜，使用方便，安裝方便，無污染，被廣泛使用在各種加熱場合。

基本介紹

• 中文名：管狀電熱元件
• 外文名：Tubular electric heating element
• 簡稱：電熱管
• 英文簡稱：Electric heat pipe
• 材質：不鏽鋼、紫銅
• 套用領域：硝石槽、水槽、油槽、酸鹼槽

簡介

電熱管又名發熱管、加熱管，學名管狀電加熱器元件，是在金屬管中放入卷線狀的發熱絲（電阻絲），

並在其周圍及空隙部分填入有良好耐熱性、導熱性和絕緣性的絕緣粉末（MgO），發熱絲兩端部具有引出棒或引出線接出。它具有結構簡單，機械強度高、熱效率高、安全可靠、安裝簡便、使用壽命長等特點。廣泛適用於各種硝石槽、水槽、油槽、酸鹼槽、易熔金屬熔化爐、空氣加熱爐、乾燥爐、乾燥箱、熱壓模等裝置。

電熱管

電熱管是專門將電能轉化為熱能的電器元件，由於其價格便宜，使用方便，安裝方便，無污染，被廣泛使用在各種加熱場合。

功能特點

體積小、功率大：加熱器首要採用集束式管狀電熱元件。熱呼應快、控溫精度高，綜合熱效率高。加熱溫度高：加熱器設計最高任務溫度可達850℃。介質出口溫度平均，控溫精度高。使用局限廣、順應性強：該加熱器可合用於防爆或通俗場所，防爆品級可達dⅡB級和C級，耐壓可達20MPa。壽命長、牢靠性高：該加熱器採用非凡電熱資料製造，設計外表功率負荷低，並採用多重維護，使電加熱器平安性和壽命大大添加。可全主動化節制：依據要求經過加熱器電路設計，可便利完成出口溫度、流量、壓力等參數主動節制，並可與機算機聯網。節能結果明顯，電能發生的熱量幾乎100%傳給加熱介質。

結構

金屬管狀電熱管典型結構（最大眾化的結構）一般由5個部分組成：絕緣子、封口材料、引出棒、填充料、電熱絲、金屬護套管、接線端。

螺旋電熱絲與引出棒位於金屬護套管的中央，它的製造工藝是將螺旋型電熱絲穿入無縫鋼管、銅管或者鋁管內，其間隙處通過多管填充機均勻地填充既絕緣又導熱的氧化介質，如結晶氧化鎂粉（也可用氧化鋁或潔淨石英砂等）。然後用縮管機將管徑縮細，使氧化物介質密實（密度達到3.3g/cm3以上），保證電熱絲與空氣隔絕，中心位置不發生偏移而碰及管壁。這樣。單位面積發熱量就可增加十幾倍。使用壽命也可以相應的提高至10年以上。與相同大熱量的電熱元件相比，管狀電熱管可節約5%的電熱材料，而熱效率可達到90%以上。

因此，從電熱管的結構來看，金屬管狀電熱管是目前使用最廣泛，結構簡單，性能可靠，使用壽命長的密封式電熱元件，可成功的運用於工業、家用電器上，使用越來越廣泛。希望更多的使用者對電熱管的結構原理有了清楚的了解。

單位功率

電熱管發熱區管表面積單位功率：

管徑	負荷值（Wcm平方）
φ6～φ10	≤22
φ10.1 ～φ14	≤20
φ14.1～φ18	≤16
φ18.1～φ22	≤12
φ22.1～φ40	≤10

以上表面負荷泛指配合金屬模具加熱、水加熱可以乘以2～2.5。空氣加熱則為50%～60%。

電熱管的主要參數

1.電源電壓，V；　2.電源頻率，Hz；
3.額定電壓，V；
4.額定功率，kw；
5.工作溫度，℃；
6.外徑，（單頭電熱管的模具孔徑），mm；
7.展開長度，mm；
8.外形尺寸，mm；
9.重量，kg。

對於如何研發更先進的電熱管材質是很多企業都在攻關的難題。大多數的電熱管普遍是使用合金的電熱絲來作為發熱體。優質的企業電熱管都是以最優質的合金電熱絲作為發熱體。而且還有引出棒在管內都是封裝了氧化鎂絕緣介質,以固定發熱體的電熱元件。在引出棒方面，其都是與發熱體相連，供元件與電源，元件與元件連線用的金屬導電零件。對於展開的長度都是元件圖樣上金屬管的直線與彎曲長度的總和。

發熱量

可以用調壓器通過改變輸入電壓和電流來改變發熱量。

發熱量與電壓平方成正比，與電流平方成正比。

電壓變為原來的1/2時，發熱量變為1/4

電流變為原來的1/2時，發熱量也變為1/4

C(需加熱物質的比熱容)*M（需加熱物質的總質量）*T（溫度差）=P（功率）*T（時間）

功率計算

1、計算從初始溫度在規定的時間內加熱至設定溫度的所需要的功率

2、計算維持介質溫度不變的前提下，實際所需要的維持溫度的功率

3、根據以上兩種計算結果，選擇加熱器的型號和數量。總功率取以上二種功率的最大值並考慮1.2係數。

公式：

1、初始加熱所需要的功率 　KW = ( C1M1T + C2M2T )÷ 864/P + P/2

式中：C1C2分別為容器和介質的比熱（Kcal/Kg℃）

M1M2分別為容器和介質的質量（Kg）

T為所需溫度和初始溫度之差（℃）

H為初始溫度加熱到設定溫度所需要的時間（h）

P最終溫度下容器的熱散量（Kw）

2、維持介質溫度抽需要的功率 　KW=C2M3T/864+P

式中：M3每小時所增加的介質kg/h

短路故障

燒斷電阻絲

原因：A、電熱管燒毀引起短路；

B、電熱管的引片或引線脫落引起短路；

C、電阻絲直徑過小，容量不足；

D、電熱插座堆積污垢或炭化引起短路

E、電源線插頭與電熱插座短路；

解決：A、更換加熱管；

B、重新焊接；

C、更換合適的電阻絲電熱管，正常情況下，鐵鉻鋁的電阻絲就可以使用了。

D、清除污垢，修理或更換零件

E、修理或更換電源插頭或電熱插座；

不發熱

原因：A、針對於可調式溫控加熱管，控溫器觸點接觸不良或燒熔脫開。

B、供電不正常或停電；

C、電阻絲已熔斷；

D、電源線插頭與電熱插座接觸不良，或電源線導線斷路；

E、電熱管已經燒毀；

F、電熱管引片或引線脫落；

解決：A、加熱管不好維修，建議更換；

B、供電正常後使用；

C、加熱管報廢，重新生產安裝同型號的電阻絲；

D、檢查線路進行修理或更換；

E、更換安裝同規格電熱管；

F、重新焊接引片或引線；

漏電

原因：A、電路導線脫落與杯體相碰；

B、電熱管燒壞與杯體短路；

C、未接好地線；

D、電熱插座或電源插頭污垢太多；

E、電熱管絕緣損壞；

F、清潔不當，水分露入杯內；

解決：A、檢查脫落導線，重新焊牢；

B、電熱管已損壞更換同規格電熱管；

C、按要求接好地線並檢查是否正確；

D、正確進行清潔並乾燥處理；

E、檢查修理若還出現這樣事件建議更換；

F、正確進行清潔並乾燥處理；

分類

1、按照出線方式分類，可以分為單頭電熱管和雙頭電熱管。

2、按照材質分類，可以分為不鏽鋼電熱管、石英電熱管、鐵氟龍電熱管、鈦電熱管

3、按照外形分類，可以分為直型電熱管、U型電熱管、L型電熱管、W型電熱管、翅片電熱管、異型電熱管

4、按照用途分類，可以分為乾燒電熱管和水燒電熱管

5、按照加熱方式分類，可以分為常規電阻加熱管和輻射電熱管

常見種類

翅片電熱管

翅片電熱管是一種消耗電能轉換為熱能，來對需加熱物料進行加熱。在工作中低溫流體介質通過管道在壓力作用下進入其輸入口，沿著電加熱容器內部特定換熱流道，運用流體熱力學原理設計的路徑，帶走電熱元件工作中所產生的高溫熱能量，使被加熱介質溫度升高，翅片電熱管出口得到工藝要求的高溫介質。 翅片式管狀電加熱元件，是在普通元件表面纏繞金屬散熱片，與普通元件相比散熱面積擴大了2～3倍，即翅片元件所允許的表面功率負荷是普通元件的3～4 倍。由於元件的長度縮短，使得本身的熱損失減小，在相同的功率條件下，具有升溫快、熱效率高、使用壽命長、加熱裝置體積小，成本低等優點。它可以安裝在吹風管道中或其它靜止、流動空氣的加熱場合。

法蘭電熱管

法蘭電熱管（也稱插入式電加熱器）：是採用U型管狀電熱元件，依據加熱不同介質設計規範，按照功率配置要求裝配在法蘭蓋上，插入需加熱物料中，發熱元件工作時所發出的大量熱量傳導給被加熱介質使介質溫度升高，達到所需的工藝要求。當介質溫度達到工藝要求的設定值時，控制系統根據溫度感測器信號，經PID運算後調節電加熱器輸出功率，對發熱元件的電阻性負載實現溫度控制。使介質溫度均勻，達到所需要求；當發熱元件超溫或低液位時，發熱元件的聯鎖保護裝置立即切斷加熱電源避免發熱元件燒壞，延長使用壽命。 法蘭電熱管主要針對石油、化工、食品、機械等行業各類儲罐、容器、油箱內物料保溫和加熱。連線方式可採用法蘭式或螺紋端面密封。

鈦電熱管

鈦電加熱管是以鈦管為外殼，沿管內中心軸向均布電熱合金絲其空隙填充壓實具有良好絕緣導熱性能的氧化鎂砂，管口兩端用矽膠或陶瓷密封，這種金屬電熱元件專用高腐蝕液體。鈦電熱管具有結構簡單，機械強度高、熱效率高、安全可靠、安裝簡便、使用壽命長等特點。廣泛適用於各種高腐蝕液體中。 鈦材具有比重小，廣泛套用於加熱水、硝鹽溶液、酸溶液、鹼溶液,實踐證明，鈦在防腐設備生產套用中，效率高、壽命長、在電鍍設備套用中，不影響鍍液可大大提高電鍍行業效益。 電熱元件的有效長度必須全部浸入液體中使用。

鐵氟龍

鐵氟龍電熱管是一種新型耐強腐蝕的電加熱管，用於各類腐蝕性液體的加熱。具有優良抗老化性和較好的繞曲性能，採用低表面負荷設計。接頭採用全封閉式防酸鹼，不發熱段及過熱安全保護系統完全按照客戶的需求訂做。完好的保證了加熱器不易燒毀、使用壽命長、全密封、不腐蝕、不漏電、帶接地保護、安全可靠。適用溫度在110°C以下。 防腐鐵氟龍電熱管具有熱效率高，節能省電，性價比高的優勢，可設計多種結構形式，如螺旋型、L型、U型、W型、蚊香型、組合型等。已被多家上市公司所認可，並作為其蚊香型鐵氟龍電加熱器的長期供應商。我們可承接非標產品，在電壓、功率、規格大小和產品形狀，以及接線方式，可按照客戶的需求讓工程師設計，歡迎來圖來樣定做生產。

石英電熱管

石英加熱管，最常用多為碳纖維石英加熱管。

碳纖維發熱管，又名碳纖維電熱管，紅外發熱管，紅外電熱管，碳纖維紅外線電熱管，碳纖維紅外線發熱管等。它是在石英管中放置一根碳纖維絲，管中抽真空密封，在碳纖維絲上通入電壓，使碳纖維絲髮熱而產生熱量。本公司產品採用進口碳纖維發熱體，具有功率餘量大、耐高溫、高熱能力強、使用壽命長、且功率可隨意調節等優點。

輻射電熱管

輻射加熱管是把電加熱元件封閉在保護套內通電發熱，由套管間接把熱量輻射給爐襯和被處理工件，廣泛套用於熱處理行業的各種加熱爐中。輻射加熱管使用的電熱合金材料應具有較高的電阻率，電熱轉化率高。由於輻射管放置在套管內，傳熱過程與一般敞露型電熱元件不同，其熱禁止大，升溫過程中必須對元件溫度進行控制，防止元件超溫。輻射管封閉加熱時，電熱元件表面溫度比爐膛溫度高約100℃-150℃。所以在選材時要分析爐溫、爐內氣溫氛圍，選擇正確的加熱材料。

注意事項

1、元件允許在下列條件下工作: A．空氣相對濕度不大於95%，無爆炸性和腐蝕性氣體。 B．工作電壓應不大於額定值的1.1倍，外殼應有效接地。 C．絕緣電阻≥1MΩ 介電強度:2KV/1min。

2、電熱管應做好定位固定,有效發熱區必須全部浸入液體或金屬固體內，嚴禁空燒。發現管體表面有水垢或結碳時，應及時清除乾淨再用，以免影晌散熱而縮短使用壽命。

3、加熱易熔金屬或固態硝鹽、鹼、瀝清、石臘等時，應先降低使用電壓，待介質熔化後，才能升至額定電壓。

4、加熱空氣時元件應交叉均勻排列，使元件有良好的散熱條件，使流過的空氣能充分加熱。

5、加熱硝鹽時應考慮安全措施，預防爆炸事故。

6、接線部分應放在保溫層外面，避免與腐蝕性、爆炸性介質、水份接觸;引接線應能長期承受接線部分的溫度及加熱負載，接線螺絲緊固時應避免用力過猛。

7、元件應存放在乾燥處，若因長期放置絕緣電阻低於1MΩ時，可在200℃左右的烘箱中乾燥，或降低電壓通電加熱，直至恢復絕緣電阻。

8、電熱管出線端的氧化鎂粉，在使用場所避免受到污染物與水分滲入，防止漏電事故的發生。

驗證標準

電熱管具體檢測驗證方法可以查看國家標準《JB/T 2379-1993 金屬管狀電熱元件》、《GB/T 23150-2008 熱水器用管狀加熱器》、《JB/T 4088-1999 日用管狀電熱元件》；其標準主要規定了電熱管的技術要求、實驗方法、檢驗規則、包裝、儲存等一系列的規定電熱管質量的好壞主要取決於以下幾個方面：電氣強度、絕緣、泄漏電流、功率準確性、壽命、耐腐蝕性，尺寸等。

功率輸入檢測

以額定電壓通電,其功率偏差不可超過下表

額定輸入功率（W）	偏差
W≦200	±10%
W>200	正：+5% 負：－10%

電氣強度試驗

a.冷態下電氣強度：應能承受50Hz,1min耐壓,切斷電流5mA,無擊穿,閃絡現象。

額定電壓 試驗電壓

250V 1250V

b.工作溫度下電氣強度：承受50Hz,1min耐壓,切斷電流5mA,無擊穿,閃絡現象。

額定電壓 試驗電壓

250V 1000V

工作溫度下的漏泄電流

電熱管在充分放熱條件下，以1.15倍額定功率輸入，漏泄電流0.5m A。

過載試驗

電熱管在充分放熱條件下，以1.27倍額定功率通電1hrs，斷電冷卻0.5hrs至室溫（允許採用強迫冷卻），如此反覆30次循環，不發生損壞。

電熱管外殼密封試驗

將電熱管浸在酸化水中（2%~3%鹽酸、硫酸或硝酸）3hrs，電熱管兩端面應至少露出液面5mm，測試後應滿足第2~3項性能要求。

封口密封性試驗

將電熱管置於溫度為60℃、濕度95%的環境中24hrs，放置後應滿足第2~3項性能要求。

壽命試驗

電熱管在充分放熱條件下，以額定電壓通電1hrs，斷電冷卻0.5hrs至室溫（允許採用強迫冷卻），累計工作時間達3000hrs。

性能要求

根所國家相關標準，電熱管有如下要求：

1、 升溫時間

在試驗電壓下，元件從環境溫度升至試驗溫度時間應不大於15min

2、 額定功率偏差

在充分發熱的條件下，元件的額定功率的偏差應不超過下列規定的範圍；

對額定功率小於等於100W的元件為：±10%。

對額定功率大於100W的元件為+5%～-10%或10W，取兩者中的較大值。

有些企業的功率做得很準，例如：泰州佳一單端電熱管廠 ；

鹽城地區這邊，有的企業可以做到+5%～-5%，電阻值偏差僅為1Ω，如安耐電熱。

3、 泄露電流

冷態泄露電流以及水壓和密封試驗後泄露電流應不超過0.5mA

工作溫度下的熱態泄露電流應不超過公式中的計算值，但最大不超過5mA

I=1/6（tT×0.00001）

I—熱態泄露電流mA

t—發熱長度mm

T-工作溫度℃

多個元件串聯到電源中時，應以這一組元件為整體進行泄露電流試驗。

4 、絕緣電阻

出廠檢驗時冷態絕緣電阻應不小於50MΩ

密封試驗後，長期存放或者使用後的絕緣電阻應不消與MΩ

工作溫度下的熱態絕緣電阻應不低於公式中的計算值，但最小應不小於1MΩ

R=「（10-0.015T）/t」×0.001

R—熱態絕緣電阻MΩ

t—發熱長度mm

T—工作溫度℃

5 、絕緣耐壓強度

元件應在規定的試驗條件和試驗電壓下保持1min，而無閃絡和擊穿現象

6、 經受通斷電的能力

元件應能在規定的試驗條件下經歷2000次通斷電試驗，而不發生損壞

7 、過載能力

元件在規定的試驗條件和輸入功率下應承受30次循環過載試驗，而不發生損壞

8 、耐熱性

元件在規定的試驗條件和試驗電壓下應承受1000次循環耐熱性試驗，而不發生損壞。

發黑處理

在電熱管的生產過程中有時會用到發黑處理，發熱處理就是不鏽鋼等金屬物件的熱處理的一個過程，處理之後表面會有一層氧化膜以達到防腐防鏽的目的。經過發熱處理之後會提高加熱管表面的耐磨性，提高表面的硬度，而且不會影響到電熱管裡面的部件。

常規工作條件下，電熱管表面發黑處理最簡便的方法以下幾個步驟：

1、首先對金屬管表面進行清洗，保持乾淨；

2、二是表面進行脫脂處理，這個過程可以把金屬管完全放置於脫脂液當中。脫脂液的PH值最好在13左右，時間不小於半個小時。脫脂之後用清水洗淨。

3、接下來可進行酸洗，酸洗液PH值3左右，處理時間不長於10分鐘即可，酸洗之後清水洗淨；

4、發黑處理：池液濃度PH值2-4之間，處理時間10分鐘上下，發黑之後無比清洗乾淨；

5、最後進行烘乾，上油；

按照以上五點就可以進行對電熱管的發黑處理還是一個非常有效的方法。