المدونة

تحليل سلامة أفلام تسخين ألياف الكربون ذاتية التحديد لدرجة الحرارة: المبادئ والمزايا والوقاية من المخاطر

باعتبارها نوعًا جديدًا من مواد التدفئة الكهربائية، تُستخدم أغشية التدفئة المصنوعة من ألياف الكربون ذاتية التحديد لدرجة الحرارة على نطاق واسع في مجالات مثل تدفئة المباني، وكمادات الأجهزة المنزلية الساخنة، وعزل الأنابيب، نظرًا لخصائصها الموفرة للطاقة والمرونة والتسخين المنتظم. تُعدّ سلامتها الشغل الشاغل للمستخدمين، ويتطلب التقييم الشامل لخصائص سلامتها تحليلًا شاملًا من ثلاثة جوانب: المبادئ التقنية، ومزايا السلامة الأساسية، والمخاطر المحتملة، وإجراءات الوقاية.

1. أولاً، فهم: "جوهر السلامة" في فيلم تسخين ألياف الكربون بدرجة حرارة ذاتية التحديد — مبدأ تكنولوجيا درجة الحرارة المحددة ذاتيًا

تُعدّ وظيفة ضبط درجة الحرارة تلقائيًا العامل الأساسي الذي يُميّز هذا النوع من المنتجات عن أغشية تسخين ألياف الكربون العادية، كما تُمثّل "الضمان الأساسي" لأداء السلامة. يُمكن فهم هذا المبدأ عمومًا على أنه "الكبح النشط عند ارتفاع درجة الحرارة بشكل مفرط".

• تتكون الطبقة الأساسية للفيلم الحراري من مركب من أسلاك تسخين ألياف الكربون ومواد بوليمرية ذات درجة حرارة ذاتية التحديد (مثل البولي إيثيلين المعدل والمواد المركبة الموصلة)؛
• عندما تكون درجة الحرارة المحيطة منخفضة، تكون المسارات الموصلة في مادة درجة الحرارة المحددة ذاتيًا كثيفة، مما يسمح بمرور التيار بسلاسة، وتولد أسلاك تسخين ألياف الكربون الحرارة بشكل طبيعي (بقوة مستقرة)؛
• عندما ترتفع درجة الحرارة إلى "عتبة" محددة مسبقًا (عادةً ما يتم تحديدها بواسطة صيغة المادة، مثل 40-80 درجة مئوية)، فإن المادة ذات درجة الحرارة المحددة ذاتيًا ستخضع "لتغيير هيكلي مجهري" بسبب التمدد الحراري - يتم تمديد المسارات الموصلة ويقل عددها، مما يؤدي إلى زيادة المقاومة؛
• بعد زيادة المقاومة، ينخفض ​​التيار في الدائرة تلقائيًا، وتنخفض طاقة التسخين وفقًا لذلك، مما يمنع درجة الحرارة من الاستمرار في الارتفاع؛ إذا انخفضت درجة الحرارة، تتعافى المسارات الموصلة، وترتفع الطاقة أيضًا، مما يحقق "تنظيم درجة الحرارة تلقائيًا دون خطر ارتفاع درجة الحرارة".

2. "مزايا السلامة" لدرجة الحرارة ذاتية التحديد فيلم تسخين ألياف الكربون:حماية متعددة من المواد إلى التصميم

بالإضافة إلى تقنية درجة الحرارة الأساسية المحدودة ذاتيًا، فإن سلامتها تنعكس أيضًا في خصائص المواد والتصميم الهيكلي والامتثال، والتي يمكن تلخيصها على وجه التحديد في 4 نقاط:

• لا يوجد ارتفاع في درجة الحرارة محليًا، مما يتجنب مخاطر الحرائق:إذا تعرضت أغشية التدفئة العادية لتلف موضعي أو ضعف في توصيل الأسلاك، فإنها تكون عرضة لـ"البقع الساخنة" (ارتفاع مفاجئ في درجة الحرارة موضعيًا). ومع ذلك، حتى مع تعرض أغشية التدفئة ذاتية التحديد لقوة موضعية أو بيئة غير مستوية، فإنها تستطيع الحد من درجة الحرارة من خلال تعديل المقاومة، مما يمنع اشتعال المواد المحيطة (مثل الجدران والسجاد والأثاث) بسبب ارتفاع درجة الحرارة.
• عزل قوي يمنع مخاطر التسرب:تُغلَّف طبقة التسخين للمنتجات العادية بطبقات عزل مزدوجة (مثل بولي فينيل كلوريد المقاوم للحرارة، ومطاط السيليكون)، بمقاومة عزل عادةً ≥100MΩ (أعلى بكثير من المعيار الوطني المطلوب البالغ ≥2MΩ)، مما يُمكّن من عزل التيار الكهربائي بفعالية. حتى عند استخدامه في البيئات الرطبة (مثل الحمامات والمطابخ)، يُمكنه تقليل خطر التسرب الكهربائي.
• مقاومة درجات الحرارة العالية والتآكل للمواد، وعمر خدمة مستقر:تتميز ألياف الكربون نفسها بمقاومة ممتازة لدرجات الحرارة العالية (يمكن أن تصل درجة حرارة الخدمة طويلة الأمد إلى أكثر من 150 درجة مئوية، متجاوزة بكثير عتبة درجة الحرارة المحددة ذاتيًا)، وهي مقاومة للأحماض والقلويات، وليس من السهل أكسدتها؛ خضعت مواد البوليمر ذات درجة الحرارة المحددة ذاتيًا لاختبارات الشيخوخة، ويمكن أن تصل مدة خدمتها إلى 10-15 عامًا في ظل الاستخدام العادي، مما يتجنب حدوث ماس كهربائي وأضرار ناجمة عن شيخوخة المواد.
• متوافق مع أجهزة الحماية الأمنية، ضمانات مزدوجة:في التطبيقات العملية، تُستخدم أفلام التسخين بدرجة الحرارة المحددة ذاتيًا عادةً مع منظمات الحرارة وأجهزة التيار المتبقي (RCDs): يمكن لمنظم الحرارة ضبط درجة الحرارة القصوى مسبقًا (مثل 50 درجة مئوية)، مما يشكل "حدًا مزدوجًا لدرجة الحرارة" مع وظيفة درجة الحرارة المحددة ذاتيًا؛ يمكن لجهاز التيار المتبقي قطع الدائرة في غضون 0.1 ثانية عندما يكون هناك تسرب (تيار ≥ 30 مللي أمبير)، مما يقلل بشكل أكبر من خطر الصدمة الكهربائية.

٣. "المخاطر المحتملة" التي لا يمكن تجاهلها: تنشأ في الغالب من "غير المنتج نفسه" وتتطلب الوقاية والسيطرة المستهدفة

إن مخاطر السلامة المتعلقة بأفلام تسخين ألياف الكربون ذاتية التحديد للحرارة لا تنجم في الغالب عن عيوب فنية في تحديد درجة الحرارة، بل عن عوامل خارجية مثل رداءة جودة المنتج، والتركيب غير السليم، والاستخدام غير القانوني. فيما يلي المخاطر الشائعة وإجراءات الوقاية والمكافحة:

4. الملخص: مفتاح السلامة يكمن في "اختيار المنتج المناسب + الاستخدام الموحد"

يحدد المبدأ الفني لفيلم تسخين ألياف الكربون المحدود ذاتيًا أن سلامته المتأصلة أعلى من سلامة فيلم التسخين العادي، ولكن "السلامة" ليست مطلقة ويجب استيفاء شرطين أساسيين:

• اختيار المنتج المناسب: رفض المنتجات منخفضة السعر والرديئة، وإعطاء الأولوية لاختيار المنتجات المشروعة التي اجتازت شهادة السلامة الكهربائية الدولية ولديها عتبات درجة حرارة ذاتية التحديد واضحة (تتوافق مع سيناريو الاستخدام، مثل التدفئة الأرضية الموصى بها عند 40-50 درجة مئوية والضغط الساخن الموصى به عند 50-60 درجة مئوية)؛
• عملية موحدة: يتم تركيبه بواسطة فريق مؤهل (خاصةً عند تثبيته في الجدران أو الأرضيات)، واستخدامه وفقًا للتعليمات، والتحقق منه بانتظام لمعرفة حالة الدائرة والعزل.

طالما تم تنفيذ هاتين النقطتين بشكل جيد، فإن فيلم تسخين ألياف الكربون المحدود ذاتيًا يمكنه تعظيم مزاياه في توفير الطاقة والمرونة مع تقليل مخاطر السلامة، مما يجعله مناسبًا لمختلف السيناريوهات مثل المنازل والأماكن التجارية.