Zakład chemiczny wyciągnął grzałkę zanurzeniową z PTFE o mocy 3 kW ze zbiornika do płukania po serii sporadycznych wyłączeń spowodowanych zwarciem doziemnym. Powierzchnia powłoki wyglądała na nienaruszoną. Żadnych pęknięć, pęcherzy, żadnych przebarwień. Obudowa terminala była sucha. Jednak rezystancja izolacji wyniosła 8 MΩ-znacznie poniżej 500 MΩ, jakich można się spodziewać po zdrowym grzejniku. Wilgoć znajdowała się wewnątrz, uwięziona w wewnętrznej izolacji, niewidoczna z zewnątrz.
Wilgoć wewnętrzna jest jedną z najtrudniejszych do zdiagnozowania usterek grzałki zanurzeniowej PTFE, ponieważ nie pozostawia widocznych śladów na powierzchni osłony. PTFE wygląda dobrze. Terminale wyglądają dobrze. Nagrzewnica może nawet działać normalnie przez wiele godzin lub dni, zanim wilgoć przemieści się do punktu, w którym spowoduje wyłączenie. Do tego czasu korozja wewnętrzna mogła przekroczyć punkt naprawy.
Dlaczego wilgoć gromadzi się wewnątrz grzałki zanurzeniowej z PTFE
Wilgoć przedostaje się do wewnętrznej izolacji trzema drogami: przenikaniem przez osłonę PTFE, wnikaniem przez uszczelkę zacisku i kondensacją wewnątrz obudowy zacisku.
Przenikanie jest najwolniejszą, ale najbardziej trwałą drogą. Cząsteczki wody i rozpuszczone jony dyfundują przez polimer przez miesiące pracy, zwłaszcza w podwyższonych temperaturach powłoki. Po przejściu przez PTFE migrują przez izolację wewnętrzną w kierunku elementu oporowego.
Wnikanie uszczelki terminala jest szybsze i bardziej bezpośrednie. Zniszczona uszczelka, luźny dławik kablowy lub pęknięta listwa zaciskowa umożliwiają przedostawanie się wody lub płynu procesowego do zimnej strefy i przemieszczanie się po wewnętrznej izolacji w kierunku części podgrzewanej.
Do kondensacji dochodzi, gdy grzejnik chłodzi przez noc, a wilgotne powietrze wewnątrz obudowy terminala skrapla się na chłodniejszych powierzchniach. Z biegiem czasu nagromadzona wilgoć przedostaje się do izolacji.
| Źródło wilgoci | Czas do wykrywalnego efektu | Typowa rezystancja izolacji | Widoczne znaki | Możliwość naprawy |
|---|---|---|---|---|
| Przenikanie powłoki | 6–18 miesięcy | 10–100 MΩ | Żadne zewnętrznie | NIE |
| Przedostanie się uszczelki terminala | 1–6 miesięcy | 1–50 MΩ | Mokra skrzynka zaciskowa | Czasami |
| Kondensacja | 2–12 miesięcy | 20–200 MΩ | Wilgoć w obudowie | Często |
| Naruszenie mechaniczne | Dni – tygodnie | <10 MΩ | Widoczne uszkodzenia | NIE |
Drogi wnikania wilgoci i ich wpływ na grzałki zanurzeniowe z PTFE
Krok 1: Testowanie rezystancji izolacji
Pierwszym i najważniejszym testem jest test megaomomierzem. Odłączyć grzejnik od zasilania i podłączyć megaomomierz pomiędzy zaciski elementu a znaną masę. Zastosuj napięcie stałe 500 V i odczytaj rezystancję po 60 sekundach.
Odczyt powyżej 100 MΩ wskazuje na sprawny grzejnik. Odczyt pomiędzy 10 a 100 MΩ wskazuje, że wnikanie wilgoci postępuje, ale może jeszcze nie być krytyczne. Odczyt poniżej 10 MΩ wskazuje na znaczną wilgoć i zbliżający się koniec okresu użytkowania grzejnika.
Jeżeli jest to możliwe, badanie należy przeprowadzić w temperaturze roboczej, ponieważ wpływ wilgoci jest bardziej wyraźny, gdy grzejnik jest ciepły. Jednak zimny test jest bezpieczniejszy i można go wykorzystać do określenia trendów.
Krok 2: Kontrola obudowy terminala
Otwórz obudowę zacisków i sprawdź pod kątem wilgoci, korozji lub przebarwień. Krople wody, plamy rdzy lub biały osad na zaciskach wskazują, że do obudowy dostała się wilgoć. Zapach stęchlizny lub chemiczny może również wskazywać, że płyn procesowy dostał się do wnętrza.
Sprawdź uszczelkę lub uszczelkę wokół pokrywy. Ściśnięta, pęknięta lub brakująca uszczelka jest drogą przedostawania się wilgoci. Sprawdź dławik wejściowy kabla pod kątem szczelności i stanu uszczelnienia.
| Wynik kontroli terminala | Prawdopodobne źródło wilgoci | Powaga | Działanie |
|---|---|---|---|
| Suche i czyste zaciski | Nie wykryto żadnego | Normalna | Kontynuuj monitorowanie |
| Lekka kondensacja | Wilgotność otoczenia | Niski | Dodaj środek osuszający, ponownie zamknij |
| Krople wody | Awaria uszczelnienia | Umiarkowany | Wymienić uszczelkę, wysuszyć |
| Korozja na zaciskach | Przedostanie się płynu procesowego | Wysoki | Wymień grzejnik |
| Białe osady | Odparowany płyn procesowy | Wysoki | Wymień grzejnik |
Wyniki kontroli obudowy terminala i ich konsekwencje
Krok 3: Kontrola-zimnej strefy i kołnierza
Strefa zimna-nieogrzewana część pomiędzy kołnierzem a obszarem ogrzewanym-jest częstym punktem wejścia wilgoci. Sprawdź PTFE w tym obszarze pod kątem pęknięć, wżerów lub przebarwień. Uszkodzona strefa zimna umożliwia przepływ płynu procesowego po wewnętrznej izolacji.
Sprawdź połączenie kołnierzowe pod kątem oznak wycieków. Plamy kwasowe lub chemiczne wokół śrub kołnierza albo biały krystaliczny osad na styku kołnierza ze-zbiornikiem wskazują, że płyn przedostał się przez uszczelkę. Jeśli złącze kołnierzowe jest nieszczelne, wilgoć może przedostawać się do grzejnika tą samą drogą.
Krok 4: Kontrola powierzchni osłony
Należy sprawdzić ogrzaną część koszulki pod kątem pęknięć, pęcherzy, przebarwień lub osadów. Chociaż wilgoć wewnątrz grzejnika nie zawsze powoduje widoczne uszkodzenia osłony, pęknięcie PTFE jest najbardziej bezpośrednią drogą wnikania wilgoci.
Zwróć szczególną uwagę na górną część podgrzewanej części, w pobliżu linii cieczy. Jest to miejsce, w którym naprężenia związane z cyklicznymi zmianami temperatury są najwyższe i gdzie najczęściej inicjują się pęknięcia. Pęknięcie włoskowate może być trudne do zauważenia bez powiększenia i dobrego oświetlenia.
Krok 5: Kontrola elementu oporowego
Zmierz odporność elementu na zimno i porównaj ją z wartością z tabliczki znamionowej. Znaczące odchylenie-więcej niż 5%-wskazuje, że sam element może zostać uszkodzony. Wilgoć w izolacji może powodować miejscową korozję drutu oporowego, prowadząc do dryftu rezystancji lub otwartego-awarii obwodu.
Jeśli rezystancja jest otwarta (nieskończona), element jest uszkodzony. Jeżeli rezystancja jest znacznie niższa niż na tabliczce znamionowej, element może mieć zwarcie z osłoną lub z masą przez wilgoć.
| Test | Zdrowe czytanie | Wilgoć-wpływ na odczyt | Działanie |
|---|---|---|---|
| Rezystancja izolacji | >100 MΩ | <50 MΩ | Zbadaj dalej |
| Odporność na zimno | W granicach ±5% wartości z tabliczki znamionowej | Drifted >5% | Wymień grzejnik |
| Wizualna kontrola powłoki | Żadnych pęknięć i pęcherzy | Pęknięcia lub odbarwienia | Wymień grzejnik |
| Obudowa terminala | Suchy, czysty | Wilgoć lub korozja | Wysuszyć lub wymienić |
Podsumowanie badań kontrolnych wilgoci wewnętrznej w grzałkach zanurzeniowych PTFE
Suszenie zawilgoconego-grzejnika, którego dotyczy problem
Jeśli wilgoć pojawiła się niedawno, a rezystancja izolacji przekracza 10 MΩ, grzejnik można odzyskać poprzez suszenie. Zastosuj niskie napięcie-25–50% wartości znamionowej na kilka godzin, gdy grzejnik znajduje się w powietrzu lub w suchym zbiorniku. Delikatne ogrzewanie usuwa wilgoć z izolacji bez wytwarzania pełnej temperatury płaszcza.
Monitoruj rezystancję izolacji podczas procesu suszenia. Jeśli wzrośnie powyżej 100 MΩ, grzejnik można ponownie uruchomić. Jeśli po suszeniu pozostanie poniżej 50 MΩ, droga wilgoci jest trwała i należy wymienić grzejnik.
Suszenie jest środkiem tymczasowym. Jeśli wilgoć przedostanie się przez zniszczoną uszczelkę lub przesiąkniętą osłonę, powróci. Aby zapobiec nawrotom, należy zająć się podstawową przyczyną.
Gdy wilgoć wewnętrzna wskazuje na problem ze specyfikacją
Powtarzające się awarie związane z wilgocią-w tym samym zbiorniku wskazują, że specyfikacja grzejnika lub instalacja nie są dostosowane do danego zastosowania. Wysoka wilgotność, częste cykle lub agresywne chemikalia mogą przyspieszyć wnikanie wilgoci. Niestandardowa konfiguracja grzałki zanurzeniowej z PTFE z ulepszonym uszczelnieniem, niższą gęstością mocy i izolacją wewnętrzną odporną na wilgoć- eliminuje pierwotną przyczynę wnikania wilgoci. Proces specyfikacji wymaga składu chemicznego kąpieli, temperatury roboczej, wilgotności otoczenia, cyklu pracy i historii awarii poprzednich grzejników.
