关于电加热管爆管原因的分析

关于电加热管爆管原因的分析

王洁

南京工业大学化学工程学院江苏省南京市???210000

［摘要］：2016年2月21日晚，元宵节前夜，广州白云区太和镇一出租屋内，两名江西籍女租客疑因储水式热水器漏电而触电身亡。事发时一名女租客疑正在冲凉，触电后同屋另一名女子试图施救也被电击身亡。

2017年11月26日上午8点40分左右，深圳市南山区后海村的一出租屋内，一名55岁的男子在洗澡时不慎触电，经过抢救无效身亡。

以上新闻都是热水器加热管损坏而引起的安全事故。

电加热管是一种管状电热元件，它是由金属外护套管、螺旋状电阻丝及结晶氧化镁粉等组成的。即在金属保护管内均匀地分布电阻丝，在空隙部分填入导热性能和绝缘性能均良好的结晶氧化镁粉，电阻丝中有电流通过时，产生的热通过氧化镁粉向金属管表面扩散，再传递到被加热件中去，达到加热的目的。

加热管的材料、制作、加热介质与使用对加热管寿命有着很大的影响，有的使用时间长，有的使用时间短。出现损坏的现象常表现为爆管和绝缘下降。

［关键词］：电加热管；爆管；分筛

电加热管的工作原理是在加热管电阻丝连接电源电压，电流经过电阻丝后发热，通过绝缘材料氧化镁粉传导热量至保护管，再传导或辐射给介质的过程。正常情况下，根据介质的腐蚀性、生产工艺水平、使用环境等来决定加热管的使用寿命，出现爆管现象时有发生。

加热管爆管是指加热管在使用过程中出现的外保护管裂开，氧化镁粉处露，电阻丝接地，从而引起的电拉弧或绝缘下降的一种现象。产生爆管的原理主要是绝缘下降引起的拉弧或氧化镁吸湿后的体积膨胀或管内气体未排尽加热后膨胀而引起的胀裂。

爆管会引起漏电、火灾、爆炸等危及人生安全的事故，特别是在一些危险使用的区域，爆管对人的生命财产安全带来威胁。本人根据长期工作经验并结合实际，对加热管的爆管原因进行了下列一些列的分析。

一、材料引起的爆管

1、外管引起的爆管

目前外管根据介质不同选择不同的材料，从碳钢到不锈钢，从国产到进口。一般有经验生产企业在选择管材上，都不会出现太多问题。但在有缝管和无缝管上则从肉眼上无法判定其好坏。有缝管的虚焊、漏焊，无缝管的沙眼，以及管壁超薄都是引起爆管的原因。（图1）

2、氧化镁粉引起的爆管

氧化镁是传导热量并起绝缘作用，但氧化镁粉具有较强的吸湿性，其纯度、含杂质的成份、使用温度、目数配比等。都是引起爆管的原因。（图2）

3、电阻丝引起的爆管

电阻丝的材质、电阻丝表面清洁都会导致绝缘下降引起爆管。

二、设计的表面负载过大而引起的爆管

一般加热管的表面负载根据不同介质，使用环境及相关国家标准选择不同的表面负载。当表面负载过大时，电阻丝电流通过产生的热量不有及时传导出去，而使加热管的内部温度超高，体积膨胀内压大于保护管承受压力时爆管或超过氧化镁的使用温度时绝缘下降引起的拉弧爆管。

三、工艺不当引起的爆管(由山西磐控提供海螺水泥印尼巴布亚水泥孤网运行项目提供实物照片)

1、加热管过长时，为保证电阻丝的同心度，有些企业选用氧化镁柱。这样只能采用人工加粉的方法，会造成加热管内部填粉不足，分筛现象。形成制造中电热管内部有孔洞，这种现象很难发现，只有在使用通电高温水蒸汽膨胀时引起爆管才能发现，但由于爆管破坏了原始孔洞，镁粉喷出，所以很难查到原始孔洞状态。这种现象是出厂时工艺造成的，与通电使用时间没有关系！不会由于通电使用而造成孔洞的！（图3、表4）

四、腐蚀、结垢引起的爆管。

由于加热介质具有较强的腐蚀性，使保护管壁不断变薄，从而内压大于外压。或加热管表面严重结垢导致热量不能充分传导而引起的爆管。（图6）

五、使用不当而引起的爆管

由于在使用过程中出现超温、干烧、介质断流等都会引起爆管。（图表7）

综上所述，引起加热管爆管的原因很多，要从根本杜绝爆管现象基本不可能，只能减少。所以要从设计、选材、工艺等多个方面加以控制，减少爆管现象的发生。如果少量加热管爆管属于正常，如果大批量出现爆管现象则要从各个方面加以分析。

文献：

1、JB/T2379-2016《日用管状元件》国家工业信息化部2016年