เมื่อเข้าร่วมการอภิปรายเรื่องการทำความร้อนในอุตสาหกรรม และบางคนจะพูดถึง "สแตนเลส" ราวกับว่าเป็นวัสดุชิ้นเดียว ในความเป็นจริง ผู้ผลิตเครื่องทำความร้อนแบบคาร์ทริดจ์เลือกจากสเปกตรัมของโลหะผสม ซึ่งแต่ละชนิดได้รับการปรับปรุงให้เหมาะสมกับช่วงอุณหภูมิและสภาพแวดล้อมทางเคมีที่เฉพาะเจาะจง สำหรับการใช้งานที่ -40 องศา ตัวเลือกวัสดุเหล่านี้จะกำหนดว่าเครื่องทำความร้อนจะอยู่ได้หลายปีหรือล้มเหลวภายในไม่กี่เดือน
สแตนเลส 304 ทำหน้าที่เป็นวัสดุสำหรับงานอุตสาหกรรมทั่วไป ปริมาณโครเมียม 18% และนิกเกิล 8% ให้ความต้านทานการเกิดออกซิเดชันที่ดีเยี่ยมสูงถึง 800 องศา ในขณะที่ยังคงความเหนียวที่อุณหภูมิแช่แข็ง โครงสร้างออสเทนนิติกป้องกันการเปลี่ยนแปลงแบบเหนียว-ถึง-ที่เปราะซึ่งรบกวนเหล็กกล้าคาร์บอน ทำให้มั่นใจได้ว่าปลอกจะไม่แตกในระหว่างการสตาร์ทขณะเย็นหรือรอบการหมุนด้วยความร้อน สำหรับ-การใช้งานในอุตสาหกรรมสภาพอากาศหนาวเย็น-เครื่องจักรกลางแจ้ง อุปกรณ์ทำความเย็น การทำความร้อนในกระบวนการทั่วไป-304 ให้ความสมดุลระหว่างประสิทธิภาพและราคามากที่สุด
สแตนเลส 316L เติมโมลิบดีนัม 2-3% ให้กับองค์ประกอบพื้นฐาน 304 ซึ่งช่วยเพิ่มความต้านทานต่อคลอไรด์และสารเคมีทางอุตสาหกรรมได้อย่างมาก สิ่งนี้กลายเป็นเรื่องสำคัญในสภาพแวดล้อมทางทะเล การแปรรูปทางเคมี หรือการใช้งานด้านอาหารที่เกลือหรือน้ำยาทำความสะอาดที่เป็นกรดโจมตีสเตนเลสมาตรฐาน การกำหนด "L" บ่งบอกถึงปริมาณคาร์บอนต่ำ (ต่ำกว่า 0.03%) ซึ่งป้องกันการตกตะกอนของคาร์ไบด์ระหว่างการเชื่อมที่อาจสร้างจุดเริ่มต้นการกัดกร่อน สำหรับเครื่องทำความร้อนแบบตลับที่สัมผัสกับทั้ง -40 องศาและบรรยากาศที่มีฤทธิ์กัดกร่อน 316L จะช่วยยืดอายุการใช้งานซึ่งช่วยลดต้นทุนได้ 20-30%
Incoloy 800 และ 840 เป็นตัวแทนระดับพรีเมี่ยมสำหรับการใช้งานที่มีความต้องการสูง โลหะผสมนิกเกิล-เหล็ก-โครเมียมเหล่านี้มีนิกเกิล 30-35% เมื่อเทียบกับสแตนเลส 8-10% ซึ่งให้ความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันและคาร์บูไรเซชันที่อุณหภูมิสูงได้ดีกว่า ที่สำคัญกว่านั้นสำหรับการบริการในสภาพอากาศหนาวเย็น พวกเขายังคงรักษาความแข็งแรงเชิงกลและความเหนียวที่ยอดเยี่ยมตลอดช่วงอุณหภูมิที่สูงมาก ปริมาณนิกเกิลที่สูงยังให้ความต้านทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรวดเร็วจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิอย่างรวดเร็ว ซึ่งเป็นสิ่งที่จะเกิดขึ้นอย่างแน่นอนเมื่อเครื่องทำความร้อนเปิดวงจรในสภาวะแวดล้อม -40 องศา
ส่วนประกอบภายในใช้วัสดุเฉพาะอย่างเท่าเทียมกัน โดยทั่วไปแล้วลวดต้านทานจะเป็น NiCr 80/20-นิกเกิล 80%, โครเมียม 20%- ที่เลือกไว้เนื่องจากคุณลักษณะความต้านทานที่เสถียรและความต้านทานการเกิดออกซิเดชันสูงถึง 1200 องศา โลหะผสมทางเลือก เช่น FeCrAl (เหล็ก-โครเมียม-อะลูมิเนียม) ให้อุณหภูมิสูงสุดที่สูงกว่าด้วยต้นทุนที่ต่ำกว่า แต่ได้รับความเหนียวที่ต่ำกว่า และการเปลี่ยนแปลงความต้านทานที่รวดเร็วยิ่งขึ้นตามการหมุนเวียนของอุณหภูมิ สำหรับประสิทธิภาพที่คาดการณ์ได้ในช่วง -40 องศาถึง +800 องศา NiCr 80/20 ยังคงเป็นมาตรฐานอุตสาหกรรม
ฉนวนแมกนีเซียมออกไซด์อาจดูเหมือนเป็นสินค้าโภคภัณฑ์ แต่ระดับความบริสุทธิ์แตกต่างกันอย่างมาก MgO เกรดทางเทคนิค-มีสิ่งเจือปนที่ลดการนำความร้อนและความเป็นฉนวน MgO ความบริสุทธิ์สูง-จากซัพพลายเออร์เฉพาะทาง-Tateho จากญี่ปุ่น UCM จากสหราชอาณาจักร-มีค่าการนำความร้อนสูงกว่า 6 W/m·K ในขณะที่ยังคงความต้านทานของฉนวนไว้สูงกว่า 10¹⁴ Ω·cm ที่ 20 องศา ความบริสุทธิ์นี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในการออกแบบ-วัตต์-ความหนาแน่นสูง โดยที่ความร้อนจะต้องไหลอย่างมีประสิทธิภาพจากสายไฟไปยังปลอกหุ้มพร้อมทั้งป้องกันไฟฟ้าเสีย
ฉนวนลวดตะกั่วอาจเผชิญกับความท้าทายในการเลือกวัสดุที่รุนแรงที่สุด ต้องคงความยืดหยุ่นไว้ที่ -40 องศา โดยที่จุดเชื่อมต่อเครื่องทำความร้อนต้องคงอยู่ที่ 250 องศา PVC มาตรฐานล้มเหลวทั้งสองจำนวน โดยจะเปราะต่ำกว่า -10 องศา และละลายที่ 105 องศา ยางซิลิโคนมีความยืดหยุ่น -60 องศา และพิกัดต่อเนื่อง 200 องศา แต่ไม่มีความต้านทานต่อการเสียดสีทางกล วิธีแก้ปัญหาคือการถักเปียไฟเบอร์กลาสเพื่อทนต่ออุณหภูมิด้วยซิลิโคนหรือเคลือบเทฟล่อนเพื่อป้องกันความชื้นและสารเคมี สำหรับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง ลวดแกนนิกเกิลบริสุทธิ์พร้อมฉนวนแร่ (สายเคเบิล MI) ให้ความสามารถ -200 องศาถึง +600 องศา พร้อมภูมิคุ้มกันความชื้นสัมบูรณ์
หมุดขั้วต่อและการเชื่อมต่อภายในใช้นิกเกิล-แมงกานีสหรือโลหะผสมนิกเกิลบริสุทธิ์เพื่อให้ตรงกับคุณลักษณะการขยายตัวทางความร้อนของปลอกสเตนเลส ในขณะเดียวกันก็ให้เส้นทางไฟฟ้าที่ต้านทานการกัดกร่อน- ขั้วต่อทองเหลืองหรือทองแดงแม้ว่าจะมีราคาถูกกว่า แต่ก็สร้างเซลล์การกัดกร่อนแบบกัลวานิกเมื่อจับคู่กับสแตนเลส และทนทุกข์ทรมานจากการทำงาน-แข็งตัวระหว่างวงจรความร้อนซึ่งนำไปสู่ความล้มเหลวในการเชื่อมต่อ
