Hvorfor rør av silisiumkarbid holder lenger enn metall i en varm ovn

Hvis et ovnsrør svikter, skjer det sjelden på en måte som er praktisk i laboratoriet. Det henger ned, danner avleiringer, sprekker ved en opphengsbrakett eller slutter å overføre varme slik det gjorde det første året. Det er nettopp dette problemet silisiumkarbidrør er konstruert for å løse. Ikke “keramikk i stedet for stål”. Et rør som tåler høyere temperaturer, avgir mer varme og fremdeles ser ut som et rør etter at legeringsversjonene har begynt å bøye seg som en banan.

Metallstrålerør virker attraktive på papiret. Man kan sveise dem. Man kan slå på dem. Innkjøpsprisen virker lav. Så stiger veggtemperaturen, og krypingen tar overhånd. Oksidbelegget vokser, flasser av og stjeler varme. For å opprettholde en akseptabel levetid drives mange legeringsrør med moderat varmefluks – ofte i området 25–30 kW/m². Trenger du mer effekt? Da legger du til rør, eller du overbelaster de du har og bytter dem ut tidligere.

Silisiumkarbid setter nye standarder. Materialet har god varmeledningsevne og god strålingsevne. Det danner ikke et tykt, flassende belegg. Med silisifisert SiC (SiSiC) konstruerer vi regelmessig strålerør for omtrent dobbelt så høy strømtetthet, rundt 50 kW/m², uten det fallet midt i spennet som man får med nikkellegeringer. Styrken holder seg i området 1350–1380 °C. Etter det er det frie silisiumet i SiSiC som setter grensen. Vi selger ikke produkter som går utover denne grensen og håper på det beste.

Ikke alle SiC-rør er den samme delen.

SiSiC er tett og gassett. Forbrenningen holdes inne. Prosessgassen holdes ute. Lange, horisontale strålerør, kjølerør, noen sonder – dette er arbeidshesten når du trenger tetthet og stivhet.

Omkrystallisert SiC er porøst, svært rent og utrolig godt når det gjelder termisk sjokk. Ved bruk i luften kan det tåle temperaturer på opptil ca. 1600 °C. Ikke bruk det til å holde trykk. Bruk det der flammer og sykliske temperaturendringer sliter på røret, og der gasstetthet ikke er avgjørende.

Sintrert SiC er tett, har høy renhet, er gasstett og er det vanlige valget for beskyttelsesrør til termoelementer i korrosive eller slipende gasser. Sensorene registrerer endringen raskere enn gjennom aluminiumoksid, fordi veggen leder strøm. For platinatermoelementer bruker vi fortsatt ofte en aluminaforing på innsiden. SiC kan lede strøm i tilstrekkelig grad til å forstyrre et følsomt element hvis man utelater dette.

De feilene vi faktisk ser, er kjedelige. En lukket ende traff gulvet. En klemme klemte seg fast i veggen. En brenner tente skjevt og etterlot en varm stripe på den ene siden. Et SiC-rør får ikke bulker og fortsetter å fungere. Det sprekker opp. Oksidasjon er en realitet – silisiumdioksid dannes i luften – men prosessen er vanligvis langsom og har en beskyttende effekt. En dårlig opphengsbrakett er det ikke.

Hvis du bytter ut metall med SiC, må du ikke bare kopiere den gamle lengden og veggtykkelsen og bare endre materialbetegnelsen. Oppgi temperatur, atmosfære, om det er horisontalt eller vertikalt, og om røret må være gasstett. Da får kvaliteten og veggtykkelsen en reell betydning. Poenget med silisiumkarbidrør er enkelt: mer varme gjennom veggen, mindre nedbøyning i spennet, færre uventede driftsstans. Det skjer bare hvis røret er spesifisert som en ovnsdel, ikke som et standardrør fra hyllen.