Kada se raspravlja o kvarcnim grijaćim cijevima, ljudi se često fokusiraju na njihovu otpornost na hemijsku koroziju, ali su njihove odlične performanse na visokim{0}}temperaturama i termička stabilnost jednako važne osnovne prednosti. Kao neorganski nemetalni materijal napravljen od silicijum dioksida visoke-čistoće, kvarc ima izvanrednu otpornost na visoke-temperature, ultra-nizak koeficijent termičke ekspanzije i odličnu otpornost na toplotni udar, koji su izvan dosega mnogih metalnih materijala za grijanje. Ove karakteristike čine kvarcne cijevi za grijanje ne samo pogodnim za grijanje korozivnim kemikalijama, već se i široko koriste u raznim scenarijima visokotemperaturnog industrijskog grijanja, sušenja i infracrvenog grijanja.
U pogledu otpornosti na visoku{0}}temperaturu, kvarcne cijevi za grijanje imaju očigledne prednosti u odnosu na metalne i plastične grijaće elemente. Tačka omekšavanja kvarcnog stakla je oko 1730 stepeni, i može stabilno raditi dugo vremena na 1100 stepeni, a može čak i da izdrži trenutnu visoku temperaturu do 1450 stepeni u kratkom vremenu. Nasuprot tome, nerđajući čelik 316 se može koristiti samo duže vreme ispod 900 stepeni, a PFA grejači imaju gornju temperaturnu granicu od samo 260 stepeni. U procesima grijanja na visokim{10}}ima kao što su industrijsko sušenje, toplinska obrada i hemijske reakcije na visokim{11}temperaturama, kvarcne cijevi za grijanje mogu pouzdano raditi dugo vremena bez degradacije performansi uzrokovane visokom temperaturom.
Termička stabilnost i otpornost na termički udar još su jedna od glavnih prednosti kvarcnih materijala. Koeficijent toplinske ekspanzije kvarca je samo 5,5×10⁻⁷/ stepen, što je oko 1/15 nehrđajućeg čelika i 1/20 običnog stakla. To znači da se kvarc jedva širi ili skuplja s promjenama temperature i može izdržati drastične promjene temperature bez pucanja. Čak i ako se kvarcna cijev za grijanje u radnom stanju-naglo ohladi hladnom vodom, neće lako puknuti. Ova karakteristika je veoma važna za sisteme grijanja kojima je potrebno često pokretanje{11}}zaustavljanje ili promjene temperaturnog ciklusa, te uvelike poboljšava pouzdanost i vijek trajanja opreme.
Osim toga, kvarcne cijevi za grijanje imaju odlične karakteristike infracrvenog zračenja. Kada se zagrije, kvarc može zračiti veliku količinu daleko{1}}infracrvenih zraka s talasnom dužinom od 2-15 μm, koje može efikasno apsorbirati većina organskih tvari i vode, postižući brzo i ravnomjerno zagrijavanje. U industrijskom sušenju, sušenju boje, pečenju hrane i drugim procesima, efikasnost grijanja daleko{5}}infracrvenih kvarcnih cijevi je znatno veća od one običnih metalnih cijevi za grijanje, što može skratiti vrijeme obrade i smanjiti potrošnju energije.
Na visokim temperaturama, kvarc i dalje održava dobru hemijsku stabilnost. Za razliku od metalnih materijala čija se otpornost na koroziju značajno smanjuje na visokim temperaturama, kvarc još uvijek može održati inertnost prema većini kiselina i soli na visokim temperaturama, a posebno je pogodan za procese zagrijavanja tekućine na visokim{1}}temperaturama. Međutim, treba napomenuti da kvarc nije otporan na fluorovodoničnu kiselinu i vruću koncentriranu fosfornu kiselinu, te će reagirati i sa jakom alkalijom na visokim temperaturama, što treba izbjegavati u upotrebi.
Tabela 1. Poređenje performansi visokih temperatura različitih materijala cijevi za grijanje
表格
| Indikator učinka | Quartz Tube | 316 nerđajući čelik | Titanium Tube | PFA Coated |
|---|---|---|---|---|
| Dugoročna-radna temp | Do 1100 stepeni | Do 900 stepeni | Do 500 stepeni | Do 260 stepeni |
| Koeficijent termičke ekspanzije | 5,5×10⁻⁷/ stepen (veoma nisko) | 16×10⁻⁶/ stepen | 8,6×10⁻⁶/ stepen | ~12×10⁻⁵/ stepen |
| Otpornost na termalni udar | Odličan, podnosi naglo hlađenje | Loše, lako se deformišu | Umjereno | Jadno |
| Efikasnost infracrvenog zračenja | Visoko, daleko{0}}infracrveno zračenje | Nisko | Nisko | Nema |
| Visoko{0}}hemijska stabilnost | Odličan (osim HF i alkalija) | Znatno se smanjuje | Dobro | Nije primjenjivo |
Uz odličnu otpornost na visoke-temperature i termičku stabilnost, kvarcne cijevi za grijanje imaju nezamjenjivu primjenu u mnogim visoko-industrijskim poljima grijanja na visokim temperaturama.
