Wanneer een verwarming defect raakt, is de eerste gedachte vaak: 'deze is doorgebrand'. Een aanzienlijk aantal storingen in toepassingen bij hoge- temperaturen zijn echter langzamere, verraderlijkere processen die worden veroorzaakt door aanhoudende oververhittingsomstandigheden die materialen aantasten lang voordat er een open circuit ontstaat. Het begrijpen van deze degradatiemechanismen helpt bij het specificeren van verwarmingstoestellen met voldoende veiligheidsmarge.
De meest zichtbare vorm van afbraak is oxidatie en schilfering. Wanneer de manteltemperatuur van een patroonverwarmer de continue gebruikslimiet van het materiaal overschrijdt, neemt de snelheid van de vorming van een oxidelaag exponentieel toe. Bij roestvrij staal verschijnt dit als verkleuring (blauw, goud en dan zwart) en uiteindelijk als een schilferige, niet-beschermende schilfer. Elke keer dat de kalk afbladdert, komt er vers metaal bloot en wordt de wand van de schede dunner. Incoloy-legeringen zijn hier beter tegen bestand, maar zijn niet immuun. Deze schaalvergroting vermindert de efficiëntie van de warmteoverdracht en kan leiden tot mechanisch falen van de nu-verzwakte omhulling.
Bij hoge temperaturen wordt kruip een probleem. Kruip is de langzame, permanente vervorming van een materiaal onder constante spanning bij hoge temperaturen. Bij een verwarming die in een krap gat is geïnstalleerd, kan de spanning van de perspassing, gecombineerd met thermische uitzetting, ervoor zorgen dat de mantel gedurende duizenden bedrijfsuren langzaam vervormt of "doorbuigt". Dit kan hotspots verergeren of zelfs leiden tot breuk van de schede. Materialen met een betere sterkte bij hoge- temperaturen, zoals Incoloy 840, hebben een grotere kruipweerstand.
Interne degradatie is net zo cruciaal. De magnesiumoxide-isolatie is weliswaar stabiel, maar kan zijn diëlektrische sterkte beginnen te verliezen als deze gedurende langere perioden wordt blootgesteld aan temperaturen boven het ontwerppunt. Dit kan leiden tot een geleidelijke afname van de elektrische weerstand tussen de spoel en de mantel, wat uiteindelijk een aardlek kan veroorzaken. De weerstandsspoel van nikkel{3}}chroom kan microstructurele veranderingen ondergaan, waardoor hij bros wordt en gevoeliger is voor breuk door thermische schokken.
Misschien wel de gevaarlijkste vorm van afbraak is de intergranulaire aantasting van bepaalde roestvaste staalsoorten. Wanneer roestvrij staal 304 in het "sensibilisatie" -bereik van 800-1500 graden F werkt, slaan chroomcarbiden neer op de korrelgrenzen, waardoor het chroom dat corrosieweerstand biedt, wordt uitgeput. Het metaal wordt dan gevoelig voor snelle corrosie langs deze grenzen als het later wordt blootgesteld aan een corrosieve omgeving, zelfs bij lagere temperaturen. Dit is de reden waarom roestvrij staal 321 of 316L wordt gespecificeerd voor toepassingen die dit bereik doorlopen.
De praktische conclusie is dat het op de absolute maximale temperatuur brengen van een enkele verwarmingspatroon verborgen kosten op de lange- termijn met zich meebrengt. Het versnelt al deze verouderingsprocessen, waardoor wat een meer-jaarlijks onderdeel zou kunnen zijn, wordt omgezet in een driemaandelijks vervangend artikel. De daarmee gepaard gaande uitvaltijd en arbeidskosten wegen ruimschoots op tegen de kleine initiële besparingen van een verwarmingstoestel met een lager- vermogen. Daarom schrijft de beste praktijk het toepassen van een aanzienlijke veiligheidsmarge voor, -vaak 25% of meer-tussen de maximaal verwachte temperatuur van de mantel en de nominale continue temperatuur van de verwarmer. Deze marge is een investering in voorspelbare onderhoudscycli, consistente procesprestaties en algehele systeembetrouwbaarheid, waardoor de werkelijke eigendomskosten van de verwarmer tot een minimum worden beperkt.
