Kada se govori o kvarcnim grijaćim cijevima, ljudi se često fokusiraju na njihovu otpornost na kemijsku koroziju, ali njihove izvrsne performanse na visokim-temperaturama i toplinska stabilnost jednako su važne ključne prednosti. Kao anorganski ne{2}}metalni materijal napravljen od silicijevog dioksida visoke-čistoće, kvarc ima izvanrednu otpornost na visoke-temperature, ultra-nizak koeficijent toplinske ekspanzije i izvrsnu otpornost na toplinski udar, koji su izvan dosega mnogih metalnih materijala za grijanje. Ove karakteristike čine kvarcne grijaće cijevi ne samo prikladnima za korozivno kemijsko grijanje, već se i naširoko koriste u raznim scenarijima industrijskog grijanja, sušenja i infracrvenog grijanja na visokim-temperaturama.
Što se tiče otpornosti na visoke -temperature, kvarcne grijaće cijevi imaju očite prednosti u odnosu na metalne i plastične grijaće elemente. Točka omekšavanja kvarcnog stakla je oko 1730 stupnjeva, a može raditi stabilno dugo vremena na 1100 stupnjeva, a može čak izdržati trenutnu visoku temperaturu do 1450 stupnjeva u kratkom vremenu. Nasuprot tome, nehrđajući čelik 316 može se koristiti samo dugo vremena ispod 900 stupnjeva, a PFA grijači imaju gornju granicu temperature od samo 260 stupnjeva. U visoko{10}}temperaturnim procesima grijanja kao što su industrijsko sušenje, toplinska obrada i visoko{11}}temperaturne kemijske reakcije, kvarcne grijaće cijevi mogu dugo raditi pouzdano bez pogoršanja performansi uzrokovanog visokom temperaturom.
Toplinska stabilnost i otpornost na toplinske udare još su jedna velika prednost kvarcnih materijala. Koeficijent toplinskog širenja kvarca je samo 5,5×10⁻⁷/ stupanj, što je oko 1/15 nehrđajućeg čelika i 1/20 običnog stakla. To znači da se kvarc teško širi ili skuplja s promjenama temperature i može podnijeti drastične promjene temperature bez lomljenja. Čak i ako se kvarcna grijaća cijev u radnom stanju na visokoj-temperaturi iznenada ohladi hladnom vodom, neće lako puknuti. Ova je karakteristika vrlo važna za sustave grijanja koji zahtijevaju često pokretanje-zaustavljanje ili promjene ciklusa temperature i uvelike poboljšava pouzdanost i životni vijek opreme.
Osim toga, kvarcne cijevi za grijanje imaju izvrsne karakteristike infracrvenog zračenja. Kada se zagrije, kvarc može zračiti veliku količinu dalekog{1}}infracrvenog zračenja valne duljine od 2 do 15 μm, koje može učinkovito apsorbirati većina organskih tvari i vode, postižući brzo i ravnomjerno zagrijavanje. U industrijskom sušenju, stvrdnjavanju boja, pečenju hrane i drugim procesima, učinkovitost grijanja daleko-infracrvenih kvarcnih cijevi znatno je veća od običnih metalnih grijaćih cijevi, što može skratiti vrijeme obrade i smanjiti potrošnju energije.
Na visokim temperaturama, kvarc još uvijek održava dobru kemijsku stabilnost. Za razliku od metalnih materijala čija otpornost na koroziju značajno opada na visokim temperaturama, kvarc još uvijek može zadržati inertnost na većinu kiselina i soli na visokim temperaturama, a posebno je prikladan za visoko{1}}temperaturne postupke grijanja tekućine s kiselinom. Međutim, treba napomenuti da kvarc nije otporan na fluorovodičnu kiselinu i vruću koncentriranu fosfornu kiselinu, te će također reagirati s jakim alkalijama na visokim temperaturama, što bi trebalo izbjegavati u uporabi.
Tablica 1. Usporedba performansi različitih-temperatura različitih materijala cijevi za grijanje
表格
| Indikator izvedbe | Kvarcna cijev | Nehrđajući čelik 316 | Titanska cijev | Obloženo PFA |
|---|---|---|---|---|
| Dugotrajna-radna temp | Do 1100 stupnjeva | Do 900 stupnjeva | Do 500 stupnjeva | Do 260 stupnjeva |
| Koeficijent toplinskog širenja | 5,5×10⁻⁷/ stupanj (vrlo nisko) | 16×10⁻⁶/ stupanj | 8,6×10⁻⁶/ stupanj | ~12×10⁻⁵/ stupanj |
| Otpornost na toplinski udar | Odličan, podnosi nagla zahlađenja | Loše, lako se deformiraju | Umjereno | Jadno |
| Učinkovitost infracrvenog zračenja | Visoko, daleko{0}}infracrveno zračenje | Niska | Niska | Nijedan |
| Kemijska stabilnost na-visokoj temperaturi | Izvrsno (osim HF i alkalija) | Značajno se smanjuje | Dobro | Nije primjenjivo |
Uz izvrsnu otpornost na visoke-temperature i toplinsku stabilnost, kvarcne cijevi za grijanje imaju nezamjenjivu vrijednost primjene u mnogim visoko{1}}temperaturnim područjima industrijskog grijanja.
