به‌طور کلی دو نوع آلیاژ پر مصرف در تولید المنت های سیمی (المنت های حرارتی) برای نصب در کوره های المنتی مقاومتی متداول می باشند که عبارتند از آلیاژ نیکل کروم و آلیاژ کروم آلومل که هر یک از دو آلیاژ ذکر شده در بالا دارای مشخصات و ویژگی های منحصر به خود می باشند.
با توجه به این موضوع که مطرح ترین تولید کننده این محصول در دنیا شرکت کانتال (Kanthal) سوئد می باشد، بسیاری از اطلاعات فنی استفاده شده با اقتباس از کاتالوگ و مدارک فنی این شرکت می باشد.
المنت های آلیاژ کروم آلومل
به‌طور میانگین و تقریبی ، طول عمر المنت های حرارتی تولید شده از آلیاژ کروم آلومل دو تا چهار برابر بیشتر از المنت های با آلیاژ نیکل کروم می باشد. تفاوت دیگر در دمای مجاز کاربردی این المنت ها می باشد ، بطوریکه حداکثر دمای کاربردی المنت های کروم آلومل تا محدوده تقریبی ۱۴۰۰ درجه سانتی گراد و در المنت های نیکل تا محدوده ۱۲۰۰ درجه سانتی گراد می باشد.
المنت های با آلیاژ کروم آلومل دارای ترکیب ۲۵٪ کروم و ۶٪آلومینیوم و باقیمانده آهن می باشد که به همین دلیل در بازار فروشندگان المنت به المنت بگیر که منظور جذب آهن‌ربا می باشد معروف می باشند که این تقسیم بندی بسیار عامیانه و غیر مهندسی می باشد.
المنت های با آلیاژ کروم آلومل حداکثر تا دمای ۱۴۰۰ درجه سانتی گراد مقاوم می باشند و دمای ذوب این المنت ها ۱۵۰۰ درجه سانتی گراد می باشد. حداکثر دمای کوره های ساخته شده با این المنت نمی بایست بیشتر از ۱۲۵۰ درجه سانتی گراد باشد.
شایان ذکر است که این دما برای کاربرد کوره با اتمسفر هوا می باشد و در صورت تغییر اتمسفر داخل کوره می بایست تاثیر نوع اتمسفر بر روی المنت از طریق دفترچه راهنمای شرکت کانتال بررسی گردد. به‌طور مثال چنانچه اتمسفر داخل کوره خلاء باشد، دمای داخل کوره حداکثر ۹۰۰ درجه سانتی گراد می باشد و در دمای بالاتر المنت تبخیر می گردد.
با توجه به فروش المنت های چینی در بسته بندی های شرکت Kanthal ، شرکت نگار تامین متعهد به فروش المنت Kanthal اصل و اورژینال به مشتریان محترم خویش می باشد.
شرکت کانتال سوئد چندین مدل المنت کروم آلومل تولید می نماید که بهترین آن سری APM می باشد که از لحاظ تحمل دمایی مشابه نوع A-1 می باشد اما پدیده دفرمگی (ELONGATION) در آن اتفاق نمی افتد. پدیده دفرمگی که باعث فاصله حلقه ها از وسط فنر به دو سر فنر می باشد که به مرور زمان باعث شکستگی المنت ها می گردد.
از دیگر المنت های کروم آلومل تولیدی شرکت KANTHAL می توان به المنت های سری D و AF اشاره نمود که دمای کاربردی این سری از المنت ها پایین‌تر از سری A-1 بوده و قیمت آنها نیز ارزان‌تر می باشد.
یکی از اشکالات المنت های با آلیاژ کروم آلومل ، پدیده ترد و شکننده شدن پس از گرم شدن می باشد و چنانچه کاربر کوره بخواهد تغییر شکلی در وضعیت المنت بعد از حرارت دیدن ایجاد کنند به سادگی المنت می شکند.
در محاسبه المنت های سیمی با آلیاژ کروم آلومل می بایست به پاره ای نکات تخصصی توجه ویژه نمود.
اولین نکته مهم، موضوع میزان وات بر سانتی‌متر مربع مجاز اعمال شده بر المنت می باشد. در منحنی زیر می توان رابطه بین دمای کوره و میزان توان الکتریکی مجاز اعمال شده بر سطح المنت را مشاهده نمود.
دومین نکته مهم ، توجه به نسبت قطر خارجی فنر به قطر خارجی مفتول المنت می باشد که بر اساس نحوه استقرار المنت بر روی لوله یا داخل شیار دیوار این میزان متغیر می باشد. مقدار مجاز قطر خارجی فنر برای حالت داخل شیار بین ۵ تا ۸ برابر قطر مفتول و برای حالت نصب بر روی لوله سرامیکی بین ۱۰ تا ۱۴ برابر قطر مفتول می باشد.
سومین نکته مهم به فاصله بین گام های حلقه فنر مربوط است. حداقل فاصله دو حلقه نمی بایست از قطر مفتول کمتر باشد. چهارمین نکته مهم نحوه دوبل نمودن دو سر سیم می باشد که در المنت های با قطر حداکثر ۳ میلی‌متر سیم را دوبل نموده و با این کار میزان سطح مقطع افزوده شده و از گداختی این بخش که محل اتصال الکتریکی المنت ها به شبکه برق می باشد ممانعت می گردد. در المنت های با قطر بیشتر از ۴ میلی‌متر ، امکان دوبل نمودن المنت ها به راحتی مقدور نمی باشد و احتمال شکست المنت ها خواهد بود و به همین دلیل از یک میلگرد از جنس فولاد نسوز با قطر خارجی دو برابر قطر مفتول استفاده می گردد. در این روش ، یک سوراخ به قطر مفتول المنت در مرکز میلگرد ایجاد می گردد و سپس سر المنت در داخل سوراخ قرار داده خواهد شد و جوش داده می شود. شایان ذکر است که در هنگام فرآیند جوشکاری می بایست به نوع الکترود مناسب توجه نمود.
آخرین نکته مهم در استفاده از این المنت ها ، استفاده از نیمه هادی ها (تریستورها) به جای کنتاکتور می باشد. طول عمر المنت در حالت کنترل توسط تریستور حدود ۲۰ درصد بیشتر از حالت کنترل به شیوه کنتاکتوری می باشد.
المنت های آلیاژ نیکل کروم
المنت های با آلیاژ نیکل کروم دارای ترکیب های متفاوتی می باشند. معمولا متداول ترین میزان نیکل موجود عبارت از ۳۰٪ ، ۴۰% ، ۶۰٪ و ۸۰٪ می باشد. هرچه میزان نیکل بیشتر باشد به معنای تحمل دمای بالاتر بوده که به همان میزان قیمت المنت گران‌تر و المنت نرم تر و منعطف تر می باشد. بهترین المنت خانواده نیکل با مقدار ۸۰٪ نیکل و ۲۰٪ کروم می باشد. در این المنت ۸۰/۲۰ به هیچ عنوان آهن موجود نمی باشد که در بازار به المنت نگیر معروف می باشند. طبق کاتالوگ شرکت Kanthal سوئد بعنوان معتبرترین و بهترین تولید کننده المنت های سیمی مقاومتی در دنیا ، حداکثر دمای قابل تحمل برای المنت ۸۰/۲۰ دمای ۱۲۰۰ درجه سانتی گراد در اتمسفر هوا می باشد. معمولا دمای داخل کوره می بایست ۱۰۰ تا ۱۵۰ درجه کمتر از حداکثر دمای معرفی شده برای المنت باشد.
المنت های تولید شده از آلیاژ نیکل کروم ، در دماهای بالا از قابلیت خم شوندگی و انعطاف بیشتری به نسبت المنت های کروم آلومل برخوردار می باشند بطوریکه المنت های حرارتی تولید شده از آلیاژ کروم آلومل ، پس از رسیدن به دمای حداکثر معمولا ترد و شکننده می گردند و تحمل زیادی در مقابل خم شدگی نخواهند داشت، در حالیکه این نقص در المنت های نیکل کروم مشاهده نخواهد شد.
اصولا المنت های حرارتی از جنس نیکل کروم در کوره های با گاز محافظ حاوی کربن استفاده نمی گردند ، زیرا در محدوده دمایی ۹۰۰- ۸۵۰ پدیده نقطه سبز به‌وجود می آید که موجب تخریب نقطه ای المنت می گردد.
از خصوصیات فیزیکی سیمها میتوان به دانسیته کمتر آلیاژ کروم آلومل در مقابل آلیاژ نیکل کروم اشاره نمود. این بدان معنی است که برای یک وزن یکسان ، به میزان المنت بیشتری از آلیاژ نیکل کروم در مقابل المنت کروم آلومل نیاز می باشد که قرار دادن مقدار بیشتر در کوره ها می تواند در بعضی از مواقع مشکل آفرین باشد.
از مطرح ترین برندهای بین المللی سیم المنت می توان به شرکت های کانتال (Kanthal) سوئد و رسکال (Rescal) فرانسه اشاره نمود.
