Влага и замърсяване - Безшумни убийци на електрически нагревателни елементи
Производствено съоръжение съхранява дузина резервни нагревателни елементи в мазе. Кутиите стояха на бетонен под през влажното лято, като по металните рафтове се образуваше конденз. Когато поддръжката най-накрая инсталира една от тези резервни части в критична машина за формоване, нагревателят работи около час, след което задейства прекъсвача. Екипът го замени с друг резервен от същата партида и се получи същата повреда. Нагревателите не са били дефектни от фабриката; те са абсорбирали влага по време на неправилно съхранение и получената повреда на изолацията е причинила утечка на електричество към земята.
Влагата представлява сериозна заплаха за всяка захранвана с променлив ток нагревателна тръба с една глава. Прахът от магнезиев оксид в патронния нагревател, макар и отличен електрически изолатор, когато е сух, е силно хигроскопичен. Това означава, че лесно абсорбира водни пари от влажния въздух. След като влагата навлезе в MgO, съпротивлението на изолацията може да спадне от стотици мегаома до по-малко от 1 мегаом, създавайки проводящ път между съпротивителния проводник и металната обвивка. Когато се подаде захранване, електрически ток изтича през този път, причинявайки непостоянен контрол на температурата, неприятно задействане на устройствата за защита от заземяване и евентуална катастрофална повреда на патронния нагревател.
Основните входни точки за влага са краищата на клемите на патронния нагревател. Много стандартни патронни нагреватели използват обикновени изолирани от фибростъкло-оловни проводници без допълнително уплътняване. Влажността постепенно навлиза по протежение на усуканите жични проводници, пътувайки във вътрешната област, където съпротивителният проводник се свързва с водещите щифтове. Патронен нагревател, съхраняван във влажна среда в продължение на няколко месеца, може да абсорбира достатъчно влага, за да стане неизползваем без коригираща обработка. Ето защо много производители доставят патронни нагреватели в запечатани найлонови торбички с пакет от изсушител вътре, който запазва вътрешния MgO сух до момента на инсталиране.
За щастие абсорбцията на влага често е обратима. Мокър патронен нагревател може да се възстанови чрез изпичане във фурна при 150 до 200 градуса по Целзий за 8 до 12 часа. По време на процеса на печене, повишената температура извежда водните пари от MgO. След охлаждане съпротивлението на изолацията трябва да се измери с мегаомметър при 500 волта DC. Отчитане над 10 мегаома обикновено показва, че патронният нагревател е безопасен за използване. Отчитанията между 1 и 10 мегаома все още може да са приемливи за приложения с ниско-напрежение, но системите с високо-напрежение изискват поне 50 мегаома за надеждна работа. Без мегаомметър някои техници просто инсталират подозрителния патронен нагревател и прилагат ниско напрежение (10 до 20 процента от номиналното напрежение) в продължение на няколко часа, за да изгонят леко влагата, преди да увеличат мощността до пълна мощност.
Замърсяването надхвърля обикновената влага. В предприятията за преработка на храни почистващите химикали и промивните-води често съдържат хлор или други агресивни агенти. Стандартна обвивка на нагревател на касета от неръждаема стомана 304, изложена на хлорирана вода, може да развие точкова корозия, водеща до течове, които позволяват на влагата директно във вътрешната структура. За такива среди патронен нагревател с обвивка от неръждаема стомана Incoloy 840 или 316L предлага много по-добра устойчивост на хлоридна атака. В съоръженията за формоване на пластмаса изпаренията от определени смоли могат да кондензират върху краищата на студените краища, образувайки киселинни отлагания, които прояждат изолацията на оловния проводник. Използването на тефлонови или керамично-изолирани проводници върху нагревателя на касетата решава този проблем.
Замърсяването с масло води до различен режим на повреда. Когато патронен нагревател, монтиран в хидравлична преса или машина,-съдържаща смазка, получи напукана обвивка, маслото може да проникне в MgO. За разлика от водата, маслото не може да се изгони чрез печене. След като маслото замърси вътрешната изолация, патронният нагревател трябва да се изхвърли, тъй като карбонизираният остатък става постоянно проводим. Предотвратяването на този сценарий изисква редовна проверка на обвивките за пукнатини или издутини, особено при приложения с висока-вибрация.
Практическият подход към управлението на влагата и замърсяването започва преди монтажа. Никога не съхранявайте резервни патронни нагреватели на неуплътнен бетонен под или в не-клима-склад с контролиран климат. Съхранявайте ги в оригиналната им запечатана опаковка до готовност за употреба. За съоръжения в райони с висока -влажност съхраняването на патронни нагреватели в шкаф с малка крушка с нажежаема жичка или изсушител със силикагел поддържа вътрешния MgO сух. Преди да инсталирате патронен нагревател, който е бил съхраняван повече от няколко месеца, измерете неговото изолационно съпротивление. Ако показанието изглежда подозрително, изпечете патронния нагревател, както е описано.
По време на монтажа обърнете голямо внимание на областта на терминала. Ако приложението включва капещи течности или висока влажност, защитете връзките на проводниците с термо{1}}свиваеми тръби или запечатана съединителна кутия. Патронен нагревател, който поддържа клемната си зона суха, може да издържи с години, докато иначе идентичен патронен нагревател с мокри проводници може да се повреди след седмици. Когато проектирате ново оборудване, посочете патронни нагреватели с вградени-уплътнения за влага или формовани краища за мокри среди. За процеси, при които рисковете от замърсяване са високи, обмислете използването на патронни нагреватели със запечатана капачка от неръждаема стомана над крайния край. Инженерните екипи, които се нуждаят от помощ при избора на правилното ниво на защита от влага за специфични работни условия, трябва да се консултират със специалисти по топлинни системи, които разбират екологичните предизвикателства на всяка индустрия.
