Vlhkost a kontaminace - Tichí zabijáci elektrických topných těles
Výrobní závod skladoval tucet náhradních topných těles ve skladu v suterénu. Krabice stály ve vlhkém létě na betonové podlaze a na kovových policích se tvořil kondenzát. Když údržba konečně nainstalovala jeden z těchto náhradních dílů do kritického lisovacího stroje, ohřívač pracoval asi hodinu a pak vypnul jistič. Tým jej nahradil jiným náhradním ze stejné šarže a došlo ke stejnému selhání. Ohřívače nebyly vadné z továrny; během nesprávného skladování absorbovaly vlhkost a výsledné porušení izolace způsobilo elektrický únik do země.
Vlhkost představuje vážnou hrozbu pro jakoukoli jednohlavovou topnou trubici napájenou střídavým proudem. Prášek oxidu hořečnatého uvnitř topného tělesa, i když je v suchém stavu vynikajícím elektrickým izolantem, je vysoce hygroskopický. To znamená, že snadno absorbuje vodní páru z vlhkého vzduchu. Jakmile vlhkost vstoupí do MgO, izolační odpor může klesnout ze stovek megaohmů na méně než 1 megaohm, čímž se vytvoří vodivá cesta mezi odporovým drátem a kovovým pláštěm. Když je připojeno napájení, elektrický proud uniká touto cestou, což způsobuje nepravidelnou regulaci teploty, nepříjemné vypínání zařízení ochrany proti zemnímu spojení a případné katastrofické selhání ohřívače kazety.
Primárními vstupními body pro vlhkost jsou koncové konce topného tělesa. Mnoho standardních topných těles používá jednoduché vodiče{1}} izolované skelným vláknem bez dodatečného těsnění. Vlhkost postupně nasává podél vodičů lanka a cestuje do vnitřní oblasti, kde se odporový vodič připojuje k vývodům. Kazetový ohřívač skladovaný ve vlhkém prostředí po několik měsíců může absorbovat dostatek vlhkosti, aby se stal nepoužitelným bez nápravného ošetření. To je důvod, proč mnoho výrobců dodává topné patrony v uzavřených plastových sáčcích s balíčkem vysoušedla uvnitř, který udržuje vnitřní MgO v suchu až do okamžiku instalace.
Naštěstí je absorpce vlhkosti často reverzibilní. Mokré topné těleso lze obnovit pečením v troubě při teplotě 150 až 200 stupňů Celsia po dobu 8 až 12 hodin. Během procesu pečení vytlačuje zvýšená teplota vodní páru z MgO. Po ochlazení by měl být izolační odpor změřen megaohmmetrem při 500 V DC. Hodnota nad 10 megaohmů obecně znamená, že použití ohřívače kazety je bezpečné. Pro nízkonapěťové aplikace mohou být stále přijatelné hodnoty mezi 1 a 10 megaohmy, ale vysokonapěťové systémy vyžadují pro spolehlivý provoz alespoň 50 megaohmů. Bez megaohmmetru někteří technici jednoduše nainstalují podezřelé topné těleso a na několik hodin přivedou nízké napětí (10 až 20 procent jmenovitého napětí), aby jemně odstranili vlhkost, než se rozběhnou na plný výkon.
Kontaminace přesahuje prostou vlhkost. V potravinářských provozech čistící chemikálie a mycí-voda často obsahují chlór nebo jiné agresivní látky. Standardní plášť topného tělesa z nerezové oceli 304 vystavený chlorované vodě může vyvinout důlkovou korozi, což vede k dírkovým netěsnostem, které umožňují vlhkost přímo do vnitřní struktury. Pro taková prostředí nabízí kazetový ohřívač s pláštěm z nerezové oceli Incoloy 840 nebo 316L mnohem lepší odolnost proti napadení chloridy. V zařízeních na lisování plastů mohou výpary z určitých pryskyřic kondenzovat na studených koncovkách a vytvářet kyselé usazeniny, které prožírají izolaci olověného drátu. Tento problém řeší použití teflonem nebo keramické-izolace vodičů na ohřívači kazety.
Kontaminace olejem zavádí jiný způsob selhání. Když ohřívač kazet instalovaný v hydraulickém lisu nebo stroji obsahujícím mazání-popraská plášť, může olej prosakovat do MgO. Na rozdíl od vody nelze olej pečením vyhnat. Jakmile olej kontaminuje vnitřní izolaci, musí být topné těleso zlikvidováno, protože karbonizované zbytky se stanou trvale vodivými. Abychom tomuto scénáři zabránili, vyžaduje pravidelnou kontrolu plášťů, zda nejsou praskliny nebo vybouleniny, zejména v aplikacích s vysokými-vibracemi.
Praktický přístup k řízení vlhkosti a kontaminace začíná před instalací. Nikdy neskladujte náhradní kazetové ohřívače na neutěsněné betonové podlaze nebo ve skladu, který není -klimaticky-kontrolován. Uchovávejte je v původním uzavřeném balení, dokud nejsou připraveny k použití. V zařízeních v oblastech s vysokou-vlhkostí udrží vnitřní topné těleso MgO v suchu, pokud ve skříni s malou žárovkou nebo odvlhčovačem silikagelu. Před instalací jakéhokoli topného tělesa, které bylo skladováno déle než několik měsíců, změřte jeho izolační odpor. Pokud naměřená hodnota vypadá podezřele, ohřejte ohřívač kazety podle popisu.
Během instalace věnujte zvýšenou pozornost oblasti terminálu. Pokud aplikace zahrnuje kapající kapaliny nebo vysokou vlhkost, chraňte spoje vodičů teplem-smršťovací bužírkou nebo utěsněnou propojovací krabicí. Kazetový ohřívač, který udržuje svou koncovou oblast suchou, může vydržet roky, zatímco jinak identický kazetový ohřívač s mokrými vodiči může selhat během týdnů. Při navrhování nového vybavení specifikujte topné patrony se zabudovaným-těsněním proti vlhkosti nebo zalisovanými koncovkami pro vlhká prostředí. U procesů, kde je vysoká rizika kontaminace, zvažte použití ohřívačů kazet s utěsněným uzávěrem z nerezové oceli přes koncovku. Inženýrské týmy, které potřebují pomoc s výběrem správné úrovně ochrany proti vlhkosti pro konkrétní provozní podmínky, by se měly poradit se specialisty na tepelné systémy, kteří rozumí environmentálním výzvám každého odvětví.
