چه چیزی باعث رانش مقاومت در یک هیتر غوطه وری PTFE بعد از نه ماه می شود؟

یک کارخانه فرآوری شیمیایی متوجه شد که یک بخاری غوطه وری PTFE با قدرت 4 کیلووات، پس از 9 ماه کارکرد، 17.8 A به جای پلاک نام 16.7 A می کشد. تفاوت کوچک بود-حدود 6%- اما ثابت و در حال افزایش بود. کنترلر برای حفظ نقطه تنظیم سخت‌تر کار می‌کرد و به نظر می‌رسید گرمکن گرمتر از زمانی که نو بود کار می‌کرد. عنصر مقاومت شکست نخورده بود. منحرف شده بود.

رانش مقاومت یک تغییر تدریجی در مقاومت الکتریکی عنصر گرمایش در طول زمان است. در بخاری های غوطه وری PTFE، رانش معمولاً در اثر اکسیداسیون، آلودگی یا تغییرات مکانیکی در سیم مقاومت یا اتصالات آن ایجاد می شود. جابجایی به ندرت ناگهانی است، اما در طول چند ماه می تواند بخاری را از پارامترهای طراحی خود خارج کند و بر عملکرد و عمر مفید آن تأثیر بگذارد.

پایداری مقاومتی معمولی عناصر گرمایشی

یک عنصر حرارتی جدید دارای مقاومتی در حدود 5% از مقدار پلاک نام خود است که در دمای اتاق اندازه گیری می شود. برای بخاری 4 کیلووات و 240 ولت، مقاومت پلاک 14.4 Ω و محدوده قابل قبول 13.7-15.1 Ω است.

در شرایط عملیاتی معمولی، مقاومت با دما تغییر می کند. ضریب دمایی مقاومت برای نیکروم و آلیاژهای گرمایشی مشابه مثبت است و با افزایش دما، مقاومت افزایش می‌یابد. بخاری که 14.4 Ω در دمای 20 درجه اندازه گیری می کند ممکن است در دمای کارکرد 15.0-15.5 Ω اندازه گیری کند. این امری طبیعی و قابل انتظار است.

رانشی که اهمیت دارد تغییر در مقاومت سرما در طول زمان است. اگر مقاومت در برابر سرما بالاتر از تحمل پلاک نام باشد، عنصر در حال تخریب است. اگر سقوط کند، ممکن است المان بین چرخش ها کوتاه شود.

الگوهای رانش مقاومت برای بخاری های غوطه وری PTFE در خدمات پردازش شیمیایی معمولی

اکسیداسیون عنصر مقاومت

شایع ترین علت رانش مقاومت، اکسید شدن سیم مقاومت است. نیکروم و آلیاژهای مشابه یک لایه اکسید محافظ در دمای بالا تشکیل می دهند. این لایه در شرایط عادی پایدار است، اما می تواند در طول زمان ضخیم تر شود، به خصوص اگر بخاری به طور مکرر چرخه کند یا در دمای غلاف بالا کار کند.

لایه اکسید مقاومت بالاتری نسبت به فلز پایه دارد. با ضخیم شدن، مقاومت موثر عنصر افزایش می یابد. رانش معمولاً آهسته است-چند درصد در سال- اما اگر بخاری بالاتر از دمای غلاف نامی خود کار کند یا اگر عایق داخلی به خطر بیفتد، سرعت می‌گیرد.

در بخاری‌های غوطه‌وری PTFE، خطر اکسیداسیون کمتر از بخاری‌های{0} هوای باز است زیرا المنت در داخل غلاف آب‌بندی شده است. با این حال، اگر رطوبت یا شیمی فرآیند به عایق داخلی برسد، محیط اطراف عنصر می تواند اکسید شود و رانش را تسریع کند.

آلودگی و نفوذ رطوبت

رطوبت یا آلودگی شیمیایی در عایق داخلی مقاومت عایق را تغییر می دهد اما می تواند خود عنصر مقاومت را نیز تحت تأثیر قرار دهد. اگر آلودگی به عنصر برسد، می تواند باعث خوردگی موضعی یا رسوباتی شود که مقاومت را تغییر می دهد.

دور شدن از آلودگی معمولاً با کاهش مقاومت عایق همراه است. بخاری که هم مقاومت در برابر رانش و هم مقاومت عایق سقوط را نشان می دهد، احتمالاً از رطوبت یا ورود مواد شیمیایی رنج می برد. بخاری که دریفت مقاومت با مقاومت عایق پایدار را نشان می دهد، احتمالاً اکسیداسیون عنصر یا تغییرات مکانیکی را تجربه می کند.

تغییرات مکانیکی در عنصر یا اتصالات

اتصالات شل، رشته های شکسته یا شکستگی جزئی در سیم مقاومت می تواند باعث رانش مقاومت شود. اتصال ترمینال شل مقاومت را به مدار اضافه می کند که ممکن است به عنوان افزایش مقاومت ظاهر شود. یک رشته شکسته در یک عنصر چند-رشته ای، مقطع مؤثر-را کاهش می دهد و مقاومت را افزایش می دهد.

این علل مکانیکی معمولاً با علائم دیگری{0}}ترمینال‌های داغ، عملکرد متناوب یا آسیب قابل مشاهده در نقاط اتصال همراه است. آنها نسبت به اکسیداسیون یا آلودگی کمتر رایج هستند، اما زمانی که رانش ناگهانی است و نه تدریجی باید در نظر گرفته شوند.

الگوهای رانش مقاومت و علل احتمالی آنها در بخاری های غوطه وری PTFE

چرا رانش مقاومت برای عملکرد مهم است؟

افزایش 6 درصدی مقاومت، توان خروجی بخاری را تقریباً 6 درصد کاهش می دهد. برای بخاری 4 کیلوواتی، 240 وات ظرفیت گرمایش کمتر است. در مخزنی که با حداقل حاشیه اندازه‌گیری می‌شود، این تلفات می‌تواند باعث افزایش{6} زمان گرمایش طولانی‌تر و دشواری در حفظ نقطه تنظیم در زمان اوج تولید شود.

کنترلر با روشن نگه داشتن بخاری برای مدت طولانی تری جبران می کند. بخاری در چرخه کاری بالاتری کار می کند که میانگین دمای غلاف را افزایش می دهد و نفوذ و رسوب رسوب را تسریع می کند. رانش تبدیل به خود-تقویت‌کننده-مقاومت بیشتر می‌شود که باعث زمان اجرا بیشتر می‌شود که باعث تخریب بیشتر می‌شود که باعث رانش بیشتر می‌شود.

تست و نظارت بر مقاومت

ساده ترین روش نظارت اندازه گیری جریان بخاری با گیره سنج در حین کار عادی و مقایسه آن با مقدار پلاک نام است. افزایش جریان بیش از 5 درصد بالاتر از پلاک نشان می دهد که مقاومت کاهش یافته است. کاهش جریان بیش از 5 درصد نشان دهنده افزایش مقاومت است.

یک روش دقیق تر، جدا کردن بخاری و اندازه گیری مقاومت در برابر سرما با مولتی متر یا پل ویت استون است. این کار باید در دمای ثابت، به طور ایده آل 20 درجه، و در مقایسه با مقدار پلاک انجام شود.

برای بخاری های بحرانی، یک مبدل جریان دائمی متصل به سیستم کنترل نیروگاه می تواند جریان را به طور مداوم ثبت کند و زمانی که رانش از یک آستانه فراتر رفت هشدار دهد. این هشدار اولیه را بدون آزمایش دستی ارائه می دهد.

هنگامی که دریفت مقاومت نشانه یک مشکل بزرگتر است

رانش مقاومت معمولاً یک علامت است، نه یک علت اصلی. اگر بخاری در کمتر از 12 ماه به طور قابل توجهی جابجا شود، علت اصلی اغلب دمای بیش از حد غلاف، نفوذ رطوبت یا نقص در ساخت است. تعویض بخاری بدون رسیدگی به علت منجر به رانش مشابه در تعویض می شود.

یک پیکربندی سفارشی بخاری غوطه‌وری PTFE با چگالی وات کمتر، آب‌بندی بهبود یافته و عایق داخلی{0}}با کیفیت بالاتر، علت اصلی رانش مقاومت را برطرف می‌کند. فرآیند مشخصات به شیمی حمام، دمای عملیاتی، چرخه کار، و تاریخچه رانش بخاری های قبلی نیاز دارد. برای تأسیساتی که چندین بخاری در سرویس مشابه دارند، ردیابی جابجایی در ناوگان مشخص می‌کند که کدام برنامه‌ها بیشترین تقاضا را دارند و در کجا تغییرات مشخصات مورد نیاز است.