Kaldi hluti PFA-hitara-hlutinn fyrir ofan vökvalínuna þar sem fjölliðahlífin umlykur rafmagnslokið-sýnist vélrænt sterkur og ónæmur fyrir umhverfisárásum. Í röku umhverfi skapa hins vegar málmslönguklemmur, sem hertar eru beint á þennan kalda hluta, fyrirsjáanlega bilunarröð. Klemman beitir staðbundnu þjöppunarálagi á PFA, sem við stofuhita verður fyrir seigjuteygju. Á vikum til mánuðum flæðir PFA í burtu frá klemmunni, dregur úr klemmukraftinum og skapar smásæja bil. Rautt loft fer inn í þetta bil og þéttist á kælir málm endanum inni. Innilokaður raki veldur rafmagnsmælingu, falli einangrunarviðnáms og að lokum jarðtruflunum. Bilunarhamurinn er skaðlegur vegna þess að hitarinn heldur áfram að starfa eðlilega þar til lekastraumurinn nær útlausnarmörkum, oft mánuðum eftir að klemman var sett upp.
Skriðslökun og bilmyndunarvélfræði
PFA við 20–40 gráður hefur togstuðul sem er um það bil 600–800 MPa en sýnir verulega skrið við viðvarandi þrýstiálag. Hefðbundin drifslönguklemma fyrir-orm sem hert er að 2–3 N·m togi beitir snertiþrýstingi sem nemur 5–10 MPa á PFA yfirborðið-vel yfir langtíma-þjöppunarstyrk fjölliðunnar. Innan 24 klukkustunda frá uppsetningu klemmunnar fer PFA undir klemmubandinu undir aðalskrið, sem dregur úr þykktinni um 0,1–0,3 mm. Eftir 500–1.000 klukkustundir (3–6 vikur) heldur aukaskrið áfram á hægari hraða og nær að lokum heildarþykktarminnkun um 0,3–0,8 mm eftir hitastigi og rakastigi. Þessi hrollur er óafturkræfur. Klemmubandið, úr ryðfríu stáli eða sinkhúðuðu kolefnisstáli-, skríður ekki. Niðurstaðan er tap á þjöppunarkrafti. Klemma sem upphaflega var hert til að mynda vatnsþolið -þétti verður nógu laus til að snúast frjálslega á PFA slíðrinu eftir 2–4 mánuði í raka notkun.
Bilið sem myndast undir klemmunni er ekki einsleitt. Skrið er hæst við brúnir klemmubandsins, sem skapar mjókkað bil sem virkar sem háræðavökvi. Rakt loft sem dregið er inn í þetta bil með hitauppstreymi (kaldi hlutinn hitnar meðan á notkun stendur og kólnar þegar hann er slökktur) setur raka. Ein sólarhringslota með 80% raka við 30 gráður með hitari í gangi í 8 klukkustundir getur sett 0,5–1,0 mg af vatni inn í bilið. Yfir 100 lotur berst uppsafnaður raki til rafskautanna inni í köldu hlutanum. PFA hlífin sjálf er ekki gegndræp á köldu hlutanum (hitastig undir 60 gráður), en bilið undir klemmunni veitir beina leið framhjá fjölliða hindruninni.
Rafmagnsmæling og niðurbrot einangrunar
Once moisture bridges the gap between the clamp (which may be grounded if it contacts the tank) and the internal metal termination, electrochemical tracking begins. The applied voltage (120–480 VAC) drives leakage current through the moisture film. Even 0.5 mA of continuous leakage generates localized heating that carbonizes any organic contaminants on the PFA surface. Carbonized paths have lower resistance, increasing current and accelerating the process. Within 200–500 hours of the first moisture ingress, the insulation resistance between the heating element and ground drops from >1.000 MΩ til<10 MΩ. A ground fault circuit interrupter (GFCI) trips when leakage exceeds 5–30 mA, de-energizing the heater. In facilities without GFCI protection, the leakage current may continue until the metal clamp or terminal corrodes through, creating an open circuit or fire hazard.
Vandamálið er alvarlegast í rafhúðun og efnavinnslustöðvum þar sem raki í umhverfinu fer yfir 70% og sölt eða súr mistur eru til staðar. Klóríðjónir frá nálægum málmböðum flýta fyrir tæringu á málmlokinu þegar raki brúar það. Klemma úr ryðfríu stáli getur verið ótærð, en kopar- eða nikkelskautarnir inni í köldu hlutanum tærast hratt þegar þeir verða fyrir klóríð-hlaðnum raka. Eftir-bilunarskoðun á hitara sem mistókst með þessu kerfi sýnir stöðugt grænar tæringarvörur úr kopar á endanum og hvíta eða brúna útfellingu á innra yfirborði PFA undir klemmustaðnum-bein merki um að raka komist inn á klemmustaðinn.
Valkostir við beina málmklemma
| Viðhengisaðferð | Vélrænt öryggi | Áreiðanleiki rakaþéttingar | Hentar fyrir rakt umhverfi |
|---|---|---|---|
| Málmslönguklemma beint á PFA | Miðlungs (upphaflega) | Lélegt (mistekst eftir skrið) | Hentar ekki |
| Málmklemma með PFA eða PTFE liner ræma | Miðlungs (minni skrípa) | Miðlungs (fóðrið minnkar en eyðir ekki bilinu) | Jaðar; skoða ársfjórðungslega |
| Plast (PVDF eða PFA) klemma | Miðlungs (lítil skríða á PFA) | Í meðallagi (plast-á-plasti dregur úr háræðavökva) | Hentar fyrir hóflegan raka |
| Þjöppunarfesting með teygjuþéttingu (td EPDM eða FKM) | Hátt | Frábært (selur tekur við skrið) | Recommended for >70% RH |
| Lím-fóðruð varmakrympunarslöngur yfir klemmu | Lágt (aðeins innsigli) | Gott (upphaflega) | Hita skreppa skríða; missir innsigli með tímanum |
| Mótuð PFA stígvél eða ofmótuð endalok | Hátt | Frábært (engin vélræn klemma nauðsynleg) | Best fyrir háan raka og skolun |
| Ryðfrí klemma með sílikonpúða (2 mm þykk) | Hátt | Gott (púði þjappar 30–50% fyrir skrið) | Mælt er með; skipta um púða árlega |
Bestu starfshættir fyrir uppsetningu í rakt umhverfi
Þegar PFA hitari verður að vera settur upp við umhverfisraki sem fer yfir 60% í meira en 1.000 klukkustundir á ári, ætti að banna beinar málmslönguklemmur á köldu hlutanum samkvæmt forskrift. Ákjósanlegasta festingaraðferðin til að festa festingar eða stuðningsarma er mótaður PFA flans eða þrýstifesting sem dreifir álagi yfir stórt svæði (að lágmarki 20 mm á breidd) og notar teygjanlegt innsigli (FKM eða EPDM) sem viðheldur þjöppun þrátt fyrir PFA skrið. Ef klemma er óhjákvæmileg, draga þrjár mótvægisaðgerðir úr hættu á bilun. Settu fyrst 1–2 mm þykka sílikon gúmmípúða undir alla breidd klemmubandsins. Teygjanlegur bati púðans (60–80% af þjöppun) bætir upp PFA skrið í 12–18 mánuði. Í öðru lagi skaltu setja þunnt lag af rafeindafitu (miðað við kísill-) á PFA yfirborðið áður en púðinn er settur upp; fitan fyllir smásæ eyður og þolir raka. Í þriðja lagi skaltu innsigla brúnir klemmubandsins með raka-herðandi RTV sílikoni eftir að það hefur verið hert, sem skapar aukahindrun gegn innkomu raka lofts. Ekkert af þessum mótvægisaðgerðum er eins áreiðanlegt og að útrýma málmklemmunni algjörlega. Fyrir nýjar hitaraforskriftir, krefjast samþættra uppsetningarfestinga eða flansa sem forðast allar klemmur- við festingu á köldu hlutanum. Aukakostnaður við mótaðan krappi (20–50) í samanburði við jarðbilunarbilun í costofu sem slekkur á ferlilínu í fjórar klukkustundir (20–50) í samanburði við jarðbilun í costofu sem slekkur á ferlilínu í fjórar klukkustundir (2,000–10,000).
Niðurstaða: Skrið og raki sameinast til að vinna bug á klemmum
Málmslönguklemmur beint á kalda hluta PFA hitara mistakast í röku umhverfi vegna þess að PFA læðist undir viðvarandi þjöppun, sem skapar bil sem flytur raka til rafmagnsloka. Biluninni er seinkað-venjulega 3–12 mánuðum eftir uppsetningu-sem gerir greiningu erfiða. Rekstraraðilar skipta oft um hitara án þess að bera kennsl á klemmuna sem undirrót, sem leiðir til endurtekinna bilana. Lausnin er að tilgreina klemmu-frjálsa festingu með því að nota mótaða flansa, þrýstifestingar með teygjuþéttingum eða plastklemmum sem passa við skriðhegðun PFA. Fyrir núverandi uppsetningar, að skipta út málmklemmum fyrir sílikon-bólstraðar útgáfur og þétta brúnirnar lengir endingartímann en útilokar ekki áhættu. Í umhverfi þar sem rakastig er stöðugt yfir 70% ætti að líta á allar klemmur á köldu hlutanum sem tímabundna festingu sem þarf að skipta um á 12 mánaða fresti, óháð sýnilegu ástandi. Öruggasta langtímastefnan-er að krefjast samþætta uppsetningareiginleika frá hitaraframleiðandanum, sem útilokar þörfina á-þörfinni algjörlega fyrir uppsettar klemmur.
