Экраны из вольфрама

Тепловые экраны из вольфрама — защитные изделия, устанавливаемые в высокотемпературных печах, электровакуумных приборах и жаропрочных конструкциях ракет. Их задача — снижение лучистого теплового потока от нагревателя, изоляция рабочего пространства и защита несущих конструкций оборудования от перегрева.

Когда применяют вольфрамовые, а не молибденовые экраны

Выбор между вольфрамом и молибденом определяется рабочей температурой. Молибден сохраняет удовлетворительные механические свойства до 1350–1450 °C, а при более высоких температурах его прочность резко падает. Вольфрам с температурой плавления 3422 °C применяется там, где рабочая зона нагревателя превышает 1600–1800 °C — например, в высокотемпературных вакуумных печах с рабочей температурой до 2700 °C. При необходимости снизить массу конструкции и при рабочих температурах ниже 1450 °C предпочтительнее рассмотреть экраны из молибдена.

Применение тепловых экранов из вольфрама

Основная область — высокотемпературное печное оборудование: вакуумные печи с вольфрамовыми нагревателями и печи с атмосферой водорода. Экраны используются также в электровакуумных приборах и в жаропрочных конструкциях ракет — соплах и деталях, работающих под воздействием высокоскоростного горячего газового потока.

Критическое условие: вольфрам при температурах выше 400–500 °C активно окисляется на воздухе с образованием летучего трёхокиси WO₃. Поэтому тепловые экраны эксплуатируются исключительно в вакуумной или водородной среде. Типовой уровень вакуума в высокотемпературных установках с вольфрамовыми компонентами — 10⁻³ Па и ниже.

Конструкция вольфрамового теплового экрана

Стандартная конструкция — двустенная цилиндрическая: две концентрические обечайки разного диаметра, вставленные одна в другую. Пространство между ними заполнено спечённым вольфрамовым порошком или стружкой, которые обеспечивают дополнительное теплопоглощение и фиксацию слоёв. При необходимости изготовить экран большего диаметра несколько листов совмещают по длине. Помимо цилиндрических, применяются конические конструкции — в зависимости от формы рабочего пространства печи.

Толщина листа обечаек составляет 0,2–2,0 мм. Выбор толщины определяется требованиями к жёсткости и теплоотражающей способности экрана.

Марки исходных материалов

Для изготовления обечаек используется вольфрамовый листовой прокат следующих марок:

Для засыпки между обечайками применяется вольфрамовый порошок марки ВП (ТУ 48-19-72-92).

Условия хранения и входной контроль

Вольфрамовые экраны хранят в сухих закрытых помещениях при относительной влажности не более 60 %. Повышенная влажность не вызывает немедленного окисления металла, однако способствует загрязнению поверхности и усложняет монтаж в вакуумной установке — адсорбированная влага при откачке удлиняет время выхода на рабочий вакуум и может вызывать нестабильность давления в первых циклах нагрева.

Вольфрамовые листы в исходном состоянии отличаются хрупкостью при комнатной температуре, особенно у марки В в рекристаллизованном состоянии. При монтаже экранов необходимо избегать ударных нагрузок и резких изгибов готового изделия.

Поставка тепловых экранов из вольфрама

Поставляются как готовые экраны стандартных конфигураций, так и вольфрамовый прокат и порошок для производства экранов по чертежам заказчика. Для уточнения номенклатуры, допустимых размеров и условий поставки свяжитесь с отделом продаж.