¿IMPORTAN LOS MATERIALES DE LAS BOBINAS DE CALEFACCIÓN ELÉCTRICA?

Last updated on enero 9th, 2023 at 02:58 pm

No todos los materiales de calefacción son iguales. Los industriales recurren a diversas aleaciones metálicas, cerámicas y materiales semiconductores en las bobinas de calentamiento para diferentes fines y efectos. En este artículo se destacan estas diferencias y cuáles son las que mejor funcionan para determinadas aplicaciones. 

Por qué son importantes los materiales de los elementos de las bobinas del calentador

Un elemento calentador tiene que hacer algo más que proporcionar calor. También debe soportar las duras condiciones del propio calentador y de los entornos en los que opera. 

Caso contrario, el elemento calentador sufrirá un desgaste prematuro, lo que provocará un mal funcionamiento y un fallo del equipo. Dicho esto, hay algunas condiciones comunes que los elementos de la bobina de calefacción deben soportar para funcionar adecuadamente a largo y corto plazo. 

Condiciones que deben soportar los elementos de la bobina del calentador

• Temperatura extremadamente alta 
• Medio altamente corrosivo 
• Resistencia a la oxidación 
• Poco oxígeno 
• Alta salinidad  
• Mala circulación 

Dependiendo de la industria o la aplicación, es imposible evitar estas condiciones por completo. Eso significa que los materiales de los elementos de la bobina del calentador necesitan resistencia y durabilidad para tolerar las condiciones más duras. 

Cómo afectan los diferentes materiales a la calidad/vida útil de la calefacción

La elección de un calentador eléctrico con los elementos de la bobina de calefacción adecuados es crucial. Significará la diferencia entre tener una unidad duradera o un calentador con una vida útil corta. Por supuesto, esa durabilidad (o la falta de ella) influye en la eficiencia energética y el rendimiento del calentador. Además, algunos materiales comunes confieren mayor durabilidad y eficiencia que otros. 

Acero inoxidable

El acero inoxidable es el material estándar en los elementos de la bobina del calentador. Está hecho de una aleación de acero con un 13 % a 26 % de cromo. La razón por la que los fabricantes utilizan el acero inoxidable en las bobinas de los calentadores eléctricos es su capacidad para resistir la oxidación. Es la elección estándar como elemento de calentamiento de agua y otros líquidos con una composición química similar a la del agua. Pero no es perfecto. El acero inoxidable tiende a degradarse en presencia de poco oxígeno, alta salinidad o mala circulación. 

Níquel-cromo (Inconel®)

El níquel-cromo, también conocido como Inconel®, es una aleación fabricada que puede soportar temperaturas en rangos criogénicos de hasta 1400 °C. Algunas formas de este metal también tienen una alta resistencia a la tracción, que va de 103 a 160 ksi. 

Cuando los elementos de la bobina del calentador fabricados con Inconel® se calientan por primera vez, reaccionan con el oxígeno del aire. El resultado es una capa de óxido de cromo en la superficie del elemento. Este recubrimiento de óxido de cromo protege el elemento de la bobina del calentador contra la oxidación, la rotura y el daño por calor. 

El níquel-cromo tiene un alto nivel de resistencia en comparación con otras aleaciones, lo que lo hace ideal para convertir la energía eléctrica en calor. Este material funciona para aplicaciones con temperaturas extremadamente altas y corrosión. Entre estas, se encuentran:

• Aplicaciones petroquímicas
• Perforaciones petrolíferas en alta mar 
• Motores de cohetes, naves espaciales, turbinas de gas
• Control de la contaminación
• Cámaras de reactores nucleares

Níquel-hierro-cromo (Incoloy®)

Incoloy®, una aleación compuesta de níquel, hierro y cromo, es un metal de bajo costo adecuado para temperaturas elevadas de hasta 1232 °C. Es rentable porque contiene menos níquel que otras aleaciones (como Inconel®). También es fácil hacer Incoloy. Los fabricantes pueden producirlo tan fácilmente como el acero inoxidable. 

Incoloy® está disponible en varios grados de resistencia. Las formas básicas son más baratas, pero las más caras ofrecen una mayor protección contra el deterioro estructural y la corrosión.  

Algunos grados específicos de esta aleación, como el Incoloy® 825, pueden soportar sustancias altamente corrosivas como los ácidos sulfúrico y fosfórico. En general, Incoloy® es adecuado para aplicaciones como:

• Revestimiento de elementos de calefacción
• Tubos en generadores de vapor nucleares
• Tuberías de aceite/gas
• Hornos industriales
• Intercambiadores de calor
• Producción de ácido
• Procesamiento petroquímico

Semiconductores y otros compuestos

Los metales no son los únicos materiales utilizados en los elementos de las bobinas de los calentadores. Otros elementos calentadores contienen semiconductores, compuestos intermetálicos e incluso cerámica. Por ejemplo, el carburo de silicio es un material semiconductor que puede soportar temperaturas de hasta 1625 °C y es muy resistente a la oxidación. 

Otros elementos de la bobina del calentador incorporan disilicida de molibdeno, un compuesto intermetálico. Puede mantener su integridad bajo temperaturas de hasta 1800 °C, corrosión, oxidación y tiene una baja expansión térmica. 

Estos materiales también son opciones viables (o mejoras) a los elementos metálicos de la bobina del calentador. Por supuesto, es fundamental asegurarse de que se adaptan a sus aplicaciones industriales.

Recomendaciones de Wattco para los elementos calentadores 

Para calentar en entornos menos extremos, puede confiar en una bobina de calefacción eléctrica fabricada con acero inoxidable tradicional (u otros metales). Esto incluye el calentamiento del agua o de otros líquidos y gases estables. 

Sin embargo, querrá optar por una aleación más fuerte para aplicaciones industriales con corrosión, oxidación o temperaturas extremas. Entre ellas se encuentran las mencionadas Inconel® e Incoloy®, aunque otras opciones pueden ser más adecuadas. 

Si está buscando el tipo de bobina de calentador eléctrico adecuado, póngase en contacto con nosotros. En Wattco, fabricamos elementos de bobinas de calefacción que pueden soportar los entornos más duros y le recomendaremos los mejores para su industria.