Miksi sinun pitäisi välttää metallisten letkunkiristimien käyttöä suoraan PFA-lämmittimen kylmäosassa kosteissa ympäristöissä?

PFA-lämmittimen kylmä osa, eli nestelinjan yläpuolella oleva alue, jossa polymeerivaippa peittää sähköisen päätteen, vaikuttaa mekaanisesti terveeltä ja ympäristövaikutuksilta läpäisemättömältä. Kosteissa olosuhteissa suoraan tähän kylmään segmenttiin kiristettävät metalliset letkunkiristimet tuottavat ennustetun vikajakson. Puristin kohdistaa paikallista puristusvoimaa PFA:han, joka osoittaa viskoelastista virumista huoneenlämpötilassa. PFA virtaa pois puristimesta viikkojen tai kuukausien aikana, mikä vähentää puristusvoimaa ja muodostaa pienen raon. Kostea ilma tulee tähän aukkoon ja tiivistyy sisällä olevaan viileämpään metallipäähän. Eristeeseen tarttunut kosteus johtaa sähköiseen seurantaan, eristysvastuksen vähenemiseen ja lopulta maadoitusongelmiin. Vikamenetelmä on hienovarainen. Lämmitintä käytetään säännöllisesti, kunnes vuotovirta ylittää laukaisukynnyksen, monta kuukautta puristimen asentamisen jälkeen.

Virumisen rentoutumisen ja aukon muodostumisen mekaniikka
PFA:n vetomoduuli on noin 600–800 MPa 20–40 asteen kulmassa, mutta se hiipii jatkuvasti jatkuvassa puristusjännityksessä. Perinteinen kierukka{5}}käyttöinen letkunkiristin, joka on kiristetty 2–3 N·m:n vääntömomentille, kohdistaa 5–10 MPa:n kosketuspaineen PFA-pintaan, mikä on huomattavasti enemmän kuin polymeerin pitkäaikainen{10}}puristuslujuus. PFA:n ensisijainen viruminen puristinnauhan alle tapahtuu ensimmäisen 24 tunnin aikana puristimen asennuksen jälkeen ja johtaa 0,1-0,3 mm:n paksuushäviöön. Myöhempi toissijainen viruminen hitaammin tapahtuu 500 - 1 000 tuntia (3 - 6 viikkoa), mikä johtaa kokonaispaksuuden pienenemiseen 0,3 - 0,8 mm lämpötilasta ja kosteudesta riippuen. Tämä ryömintä ei ole palautuva. Kiinnitysnauha on ruostumatonta terästä tai sinkittyä hiiliterästä, eikä se hiipi. Tämä johtaa puristusvoiman menetykseen. Puristin, joka alun perin kiristettiin vedenpitävän tiivisteen aikaansaamiseksi, löystyy tarpeeksi liikkuakseen vapaasti PFA-vaipan päällä 2–4 kuukauden kostean käytön jälkeen.

Puristimen alla oleva rako ei ole tasainen. Suurin ryömintä tapahtuu lähellä kiinnitysnauhan reunoja, jolloin syntyy kapillaarisydämenä toimiva kartiomainen rako. Lämpökierto (kylmä alue lämpenee moottorin käydessä ja jäähtyy, kun se ei ole) imee kosteaa ilmaa tähän rakoon ja kerää kosteutta. Yksittäinen 24 tunnin kierto 80 % suhteellisessa kosteudessa 30 asteessa lämmittimen ollessa päällä 8 tunnin ajan voi tuoda rakoon 0,5–1,0 milligrammaa vettä. Yli 100 jakson aikana kosteutta kertyy kylmäalueen sähköisiin koskettimiin. Itse PFA-suojus on läpäisemätön kylmässä osassa (lämpötilat < 60 astetta), mutta puristimen alla oleva rako mahdollistaa suoran polun polymeerisulun ympäri.

Sähköinen seuranta ja eristyksen rikkoutuminen
Sähkökemiallinen seuranta alkaa, kun kosteus ylittää puristimen (joka voi olla maadoitettu, jos se koskettaa säiliötä) sisäiseen metallipäähän. Vuotovirta kulkee kosteuskalvon läpi, kun käytössä on jännite (120-480 VAC). Vaikka vuotovirta on jatkuva 0,5 mA, se johtaa paikalliseen kuumenemiseen, joka hiilyttää orgaaniset epäpuhtaudet PFA-pinnalla. Hiiltetyillä reiteillä on pienempi vastus, joten virta kasvaa ja prosessi nopeutuu. Lämmityselementin ja maan välinen eristysvastus laskee > 1000 MΩ:sta < 10 MΩ:iin 200 - 500 tunnin kuluttua ensimmäisestä kosteuden tunkeutumisesta. Maasulkukatkaisin (GFCI) laukeaa 5–30 mA:n vuodolla ja katkaisee lämmittimen virran. Tiloissa, joita ei ole suojattu GFCI:llä, vuotovirta voi jatkua, kunnes metallipuristin tai liitin syöpyy niin pitkälle, että syntyy avoin virtapiiri tai palovaara.

Ongelma on vakavin galvanoinnissa ja kemiallisissa käsittelylaitoksissa, joissa ympäristön kosteus on yli 70 % ja ilmassa olevat suolat tai happosumut ovat yleisiä. Kosteuden siltautuminen metallipäähän kiihdyttää metallipäätteen korroosiota viereisten pinnoitusaltaiden kloridi-ionien vaikutuksesta. Ruostumattomasta teräksestä valmistettu puristin ei itse ruostu, mutta kylmän alueen sisällä olevat kupari- tai nikkeliliittimet syöpyvät nopeasti kloridi-kuormitetun kosteuden läsnä ollessa. Tämän mekanismin epäonnistuneiden lämmittimien tarkastelu osoittaa aina vihreitä kuparikorroosiotuotteita päätteessä ja valkoisen tai ruskean saostuman PFA:n sisäpinnalla puristimen sijainnin alla -suoraa näyttöä kosteuden tunkeutumisesta puristinkohdassa.

Vaihtoehtoja suoralle metallipuristinkiinnitysmenetelmälle Mekaaninen turvallisuus Kosteustiivisteen luotettavuus Soveltuvuus kosteisiin ympäristöihin
Metalliletkunkiristin suoraan PFA:ssa Keskinkertainen (alku) Huono (katkeutuu virumisen jälkeen) Ei sopiva
Nauha, PFA/PTEE{0}}vuorattu metallipuristimella. Kohtalainen (vähemmän virumista) Keskitasoinen (vuoraus vähentää, mutta ei poista rakoa) Marginaalinen; tarkista neljännesvuosittain.
Puristin (PVDF tai PFA) muovi Kohtalainen (matala viruminen PFA:lla) Keskitaso
Compression fitting with elastomeric seal (e.g., EPDM or FKM)HighExcellent (seal accommodates creep)Recommended for >70 % RH
Kutisteputki puristimen päällä, liimavuorattuMatala (vain tiiviste) Hyvä (ensimmäinen)Lämpökutiste hiipii, ajan myötä se menettää tiivistyksen
PFA-saappa valettu tai päätteet päällevalettu KorkeaErinomainen (ei vaadi mekaanista kiinnitystä) Paras korkeaan kosteuteen ja pesuun
Ruostumaton puristin silikonityynyllä (2 mm) Korkea Hyvä (30-50 % tyynyn puristus, ryömintävaimennus) Suositeltava; vaihda tyyny vuosittain
Parhaat käytännöt asennukseen kosteissa olosuhteissa
Jos PFA-lämmitin on tarkoitus sijoittaa ympäristön kosteuteen, joka on yli 60 % yli 1000 tunniksi vuodessa, spesifikaatioiden tulee rajoittaa suorat metalliset letkunkiristimet PFA-lämmittimen kylmässä osassa. Valettu PFA-laippa tai puristusliitin, joka jakaa kuorman suurelle alueelle (vähintään 20 mm leveä) ja käyttää elastomeeritiivistettä (FKM tai EPDM), joka säilyttää puristuksen PFA-virumisesta huolimatta, on suositeltava tapa kiinnittää kannakkeet tai tukivarret. Kolme lievennystä pienentää epäonnistumisen todennäköisyyttä, jos puristin on väistämätön. Aseta 1-2 mm paksu silikonikumityyny koko puristusnauhan leveydelle. Pehmusteen elastinen palautuminen (60–80 % puristus) kompensoi PFA-virumisen 12–18 kuukauden aikana. Toiseksi, ennen tyynyn kiinnittämistä, levitä pieni kerros dielektristä rasvaa (silikoni{15}}pohjaista) PFA-pinnalle. rasva sulkee mikroskooppiset rakot ja estää kosteuden imeytymisen. Kolmanneksi tiivistä kiristyksen jälkeen kiinnitysnauhan reunat kosteutta{18}}kovettuvalla RTV-silikonilla, jotta kosteaa ilmaa ei pääse sisään. Mikään näistä lievennyksistä ei ole yhtä hyvä kuin pelkkä metallipuristimen poistaminen. Määritä integroidut kiinnityskannattimet tai laipat, jotka eliminoivat kylmäosan puristuskiinnityksen uusien lämmittimen teknisten tietojen saamiseksi. Valetun kannakkeen lisäkustannus (20-50)istriviaaliverrattuna prosessilinjan neljäksi tunniksi sammuvaan maavikavirheeseen(20-50)istriviaaliverrattuna prosessilinjan neljäksi tunniksi sulkeutuvaan vikaan (20-50) (20-50).

Johtopäätös: Puristimet keula ryömintä ja kosteus yhdistettynä
PFA-lämmittimen kylmän osan kanssa kosketuksissa olevat metalliset letkunkiristimet epäonnistuvat kosteissa olosuhteissa, kun PFA luistaa jatkuvan puristuksen alaisena jättäen raon, joka siirtää kosteutta sähköiseen päätteeseen. Diagnoosi on hankala, sillä vika ilmenee yleensä 3-12 kuukauden kuluttua asennuksesta. Käyttäjä vaihtaa yleensä lämmittimen ilman, että se diagnosoi puristimen perimmäisenä syynä, ja seurauksena on sarja vikoja. Ratkaisu on määrittää puristi{6}}vapaa asennus, jossa on muovatut laipat, puristusliittimet elastomeerisillä tiivisteillä tai muovikiinnikkeillä, jotka jäljittelevät PFA:n virumiskäyttäytymistä. Vaikka olemassa olevan asennuksen käyttöikää voidaan pidentää korvaamalla metallipuristimet silikoni{11}pehmustetuilla kiinnikkeillä ja tiivistämällä reunat, riskiä ei poisteta. Kaikissa paikoissa, joissa suhteellinen kosteus on jatkuvasti yli 70 %, kaikki kylmän osan puristin on katsottava väliaikaiseksi liittimeksi, joka on vaihdettava 12 kuukauden välein sen ilmeisestä tilasta riippumatta. Paras{12}}pitkän aikavälin ratkaisu on, että lämmittimen valmistaja toimittaa integroidut kiinnitysominaisuudet, joten kentällä asennettuja puristimia ei tarvita.