Fukt och förorening - Tysta mördare av elektriska värmeelement
En tillverkningsanläggning lagrade ett dussin reservvärmeelement i ett källarförråd. Lådorna stod på ett betonggolv under en fuktig sommar, med kondens på metallhyllorna. När underhållet äntligen installerade en av dessa reservdelar i en kritisk gjutmaskin, arbetade värmaren i ungefär en timme och löste sedan ut strömbrytaren. Teamet ersatte den med en annan reservdel från samma batch, och samma fel inträffade. Värmaren var inte defekta från fabriken; de hade absorberat fukt under felaktig förvaring, och det resulterande isolationsbrottet orsakade elektriskt läckage till jord.
Fukt utgör ett allvarligt hot mot alla AC-drivna värmerör med ett huvud. Magnesiumoxidpulvret inuti en patronvärmare, samtidigt som det är en utmärkt elektrisk isolator när det är torrt, är mycket hygroskopiskt. Detta innebär att den lätt absorberar vattenånga från fuktig luft. När fukt väl kommer in i MgO kan isolationsmotståndet sjunka från hundratals megohm till mindre än 1 megohm, vilket skapar en ledande bana mellan motståndstråden och metallmanteln. När ström tillförs läcker elektrisk ström genom denna väg, vilket orsakar oregelbunden temperaturkontroll, störande utlösning av jordfelsskyddsanordningar och eventuellt katastrofalt fel på patronvärmaren.
De primära ingångspunkterna för fukt är terminaländarna på en patronvärmare. Många vanliga patronvärmare använder enkla glasfiber-isolerade ledningstrådar utan extra tätning. Fuktigheten transporteras gradvis utmed de tvinnade trådledarna och färdas in i det inre området där motståndstråden ansluter till ledningsstiften. En patronvärmare som förvaras i en fuktig miljö i flera månader kan absorbera tillräckligt med fukt för att bli oanvändbar utan avhjälpande behandling. Det är därför många tillverkare skickar patronvärmare i förseglade plastpåsar med ett torkmedelspaket inuti, som håller den interna MgO torr fram till installationsögonblicket.
Som tur är är fuktupptagningen ofta reversibel. En våt patronvärmare kan återställas genom att baka den i en ugn vid 150 till 200 grader Celsius i 8 till 12 timmar. Under bakningsprocessen driver den förhöjda temperaturen ut vattenånga ur MgO. Efter kylning ska isolationsresistansen mätas med en megohmmeter vid 500 volt DC. En avläsning över 10 megohm indikerar i allmänhet att patronvärmaren är säker att använda. Avläsningar mellan 1 och 10 megaohm kan fortfarande vara acceptabla för låg-tillämpningar, men högspänningssystem kräver minst 50 megaohm för tillförlitlig drift. Utan en megohmmeter installerar vissa tekniker helt enkelt den misstänkta patronvärmaren och lägger på en låg spänning (10 till 20 procent av märkspänningen) i flera timmar för att försiktigt driva ut fukt innan de rampar till full effekt.
Kontaminering går utöver enkel fukt. I livsmedelsbearbetningsanläggningar innehåller rengöringskemikalier och-avsköljningsvatten ofta klor eller andra aggressiva ämnen. En standard 304 patronvärmarmantel av rostfritt stål som utsätts för klorerat vatten kan utveckla gropkorrosion, vilket leder till läckage av hål som släpper in fukt direkt i den inre strukturen. För sådana miljöer erbjuder en patronvärmare med en Incoloy 840 eller 316L rostfritt stålmantel mycket bättre motståndskraft mot kloridangrepp. I plastgjutningsanläggningar kan ventilationsångor från vissa hartser kondensera vid kalla ändar och bilda sura avlagringar som äter igenom blytrådsisolering. Att använda teflon eller keramiskt -isolerade ledningstrådar på patronvärmaren löser detta problem.
Oljeförorening introducerar ett annat felläge. När en patronvärmare installerad i en hydraulisk press eller smörjnings-maskin utvecklar ett sprucket hölje, kan olja sippra in i MgO. Till skillnad från vatten kan olja inte drivas ut genom bakning. När oljan förorenar den inre isoleringen måste patronvärmaren kasseras eftersom den förkolnade återstoden blir permanent ledande. För att förhindra detta scenario krävs regelbunden inspektion av höljen för sprickor eller utbuktningar, särskilt i applikationer med hög-vibration.
Ett praktiskt tillvägagångssätt för hantering av fukt och föroreningar börjar före installationen. Förvara aldrig reservvärmare på ett otätat betonggolv eller i ett icke-klimatkontrollerat-lager. Förvara dem i sin förseglade originalförpackning tills de ska användas. För anläggningar i områden med hög -fuktighet, förvaring av patronvärmare i ett skåp med en liten glödlampa eller kiselgelavfuktare håller den inre MgO torr. Innan du installerar en patronvärmare som har lagrats i mer än några månader, mät dess isoleringsmotstånd. Om avläsningen ser misstänkt ut, baka patronvärmaren enligt beskrivningen.
Under installationen, var noga uppmärksam på terminalområdet. Om applikationen innehåller droppande vätskor eller hög luftfuktighet, skydda ledningsanslutningarna med värme-krympslang eller en förseglad kopplingsdosa. En patronvärmare som håller sitt avslutningsområde torrt kan hålla i åratal, medan en annars identisk patronvärmare med våta ledningar kan gå sönder på veckor. När du designar ny utrustning, specificera patronvärmare med inbyggda- fukttätningar eller övergjutna avslutningar för våta miljöer. För processer där kontamineringsriskerna är höga, överväg att använda patronvärmare med ett förseglat lock av rostfritt stål över avslutningsänden. Ingenjörsteam som behöver hjälp med att välja rätt fuktskyddsnivå för specifika driftsförhållanden bör rådfråga termiska systemspecialister som förstår miljöutmaningarna i varje bransch.
