Šilumos vaizdas, kuriame vaizduojamas švytintis-įkaitęs gnybtų blokas PTFE šildytuvo jungiamosios dėžutės viduje, rodo klasės problemą: jungties varžą. Keletas laisvų sriegių arba šiek tiek korozijos sukuria pakankamai atsparumo, kad susidarytų didelė šiluma, tirpsta izoliacija ir gali kilti gaisras ar žemės gedimas. Gnybtų bloko perkaitimas yra vienas iš dažniausiai pasitaikančių elektrinių panardinamų šildymo sistemų gedimų, tačiau jo galima išvengti atliekant nesudėtingą priežiūrą.
Laisvo ryšio fizika
Prasta jungtimi praeinanti elektros srovė susiduria su didele elektros varža. Toje jungtyje kaip šiluma išsklaidoma galia atitinka formulę P=I² × R, kur I yra srovė (amperais), o R yra kontaktinė varža (omais). Kadangi šiuo atveju srovė yra kvadratinė, net ir nedidelis atsparumas esant didelei srovei sukelia pavojingą vietinį šildymą.
Atliekant prevencinę priežiūrą dažnai pastebima, kad pagal specifikaciją priveržto gnybto antgalio kontaktinė varža gali būti matuojama mikro{0}}omais (milijoninėmis omų dalimis). Kadangi vibracija, terminis ciklas arba oksidacija atpalaiduoja ryšį, atsparumas gali padidėti iki tūkstantųjų ar šimtųjų omų. Apsvarstykite 20 amperų PTFE šildytuvą: vos 0,01 omo jungties varža išsklaido 4 vatus šilumos (20² × 0.01=4). Uždaroje plastikinėje arba metalinėje jungiamojoje dėžutėje su ribota oro cirkuliacija 4 vatai, sutelkti viename taške, gali pakelti gnybtų temperatūrą virš 100 laipsnių, išlydyti laido izoliaciją ir paspartinti tolesnę oksidaciją.
Kai tik prasideda oksidacija, procesas paspartėja. Didelės varžos vietoje susidaranti šiluma skatina vario oksido arba aliuminio oksido sluoksnių, kurie patys yra prasti laidininkai, susidarymą. Tai dar labiau padidina pasipriešinimą ir sukuria daugiau šilumos destruktyvioje grįžtamojo ryšio kilpoje. Galų gale gnybtų blokas gali apdegti, laido izoliacija gali ištirpti ir įvykti įžeminimo gedimas arba fazių sutrumpinimas.
Pagrindinės priežastys: laisvas sukimo momentas ir korozija
PTFE šildytuvų gnybtų bloko perkaitimo dominuoja dvi pagrindinės priežastys:
Nepakankamas arba netolygus priveržimo momentas– Gnybtai, kurių sukimo momentas nebuvo sukamas iki gamintojo nurodytos vertės, leidžia mikroskopiškai judėti tarp laido antgalio ir gnybtų bloko kontakto. Šis judėjimas prasiskverbia pro bet kokią apsauginę paviršiaus plėvelę ir skatina koroziją.
Laidžios sąsajos korozija– Drėgnoje arba chemiškai agresyvioje aplinkoje (dažniausiai dengimo ir paviršiaus apdailos linijose) drėgmė ir koroziniai dūmai patenka į jungiamąją dėžę per įtempimo mažinimo jungtis arba prastai sandarius dangčius. Vario arba aliuminio vielos paviršiai oksiduojasi, o oksido sluoksnis veikia kaip varžinis barjeras.
Naudojant aliuminio vielą, kyla specifinė rizika. Aliuminis beveik akimirksniu sudaro kietą izoliacinį oksido sluoksnį, kai jis patenka į orą. Be antioksidacinio junginio net ir tinkamai susukta aliuminio jungtis laikui bėgant gali sukurti didelį atsparumą. Praktiškai reikėtų vengti aliuminio tiekimo laidų PTFE šildytuvo grandinėse, nebent naudojama antioksidacinė pasta ir gnybtai yra specialiai pritaikyti aliuminio ir vario perėjimams.
1 prevencijos strategija: tinkamas sukimo momentas be spėlionių
Veiksmingiausia priemonė, skirtaPTFE šildytuvo gnybtų perkaitimo prevencijayra kalibruoto sukimo momento vairuotojo naudojimas. Visi kokybiški gnybtų blokai ir varžtai turi nurodytą sukimo momento diapazoną (paprastai atspausdinti ant įrenginio arba pateikti šildytuvo montavimo vadove). Įprastų dydžių: M4 varžtai dažnai prisukami iki 1,2–1,5 N·m (10–13 colių svarų), o M6 varžtams gali prireikti 2,5–3,0 N·m (22–26 lb).
Paprastas sukimo momento patikrinimas montuojant ir per kiekvieną metinį techninės priežiūros apsilankymą apsaugo nuo daugumos atsilaisvinusių jungčių gedimų. Gnybtą reikia priveržti, tada vieną kartą patikrinti sukimo momento įrankiu pagal gamintojo vertę. Per didelis priveržimas taip pat pavojingas, nes gali nuplėšti sriegius arba įtrūkti gnybtų bloko korpusas.
2 prevencijos strategija: Antikorozinės priemonės
Variniams laidininkams įprastoje aplinkoje paprastai pakanka švarių pliko metalo paviršių ir tinkamo sukimo momento. Tačiau kai jungiamoji dėžutė yra šalia agresyvių cheminių garų (pvz., druskos rūgšties, chloro ar sieros rūgšties rūko iš netoliese esančių rezervuarų), reikalinga papildoma apsauga. Plonas antioksidacinio junginio sluoksnis, kuriame yra vario arba sidabro dalelių,{4}}uždedamas ant nulupto laidininko ir kontaktinio kontaktinio paviršiaus{5}}, pašalina deguonį ir apsaugo nuo korozijos.
Aliuminio laidininkams jungties junginys, specialiai sukurtas aliuminiui (pvz., Noalox ar panašios klasės), yra privalomas. Junginys suveržimo metu mechaniškai sulaužo oksido sluoksnį ir tada užsandarina jungtį nuo tolesnio oksidacijos.
Agresyvioje aplinkoje visas gnybtų blokas gali būti patobulintas iki alavuoto arba sidabruoto tipo. Skardos danga užtikrina gerą atsparumą korozijai esant vidutinėms sąlygoms, o sidabravimas užtikrina mažą atsparumą kontaktui, tačiau reikalauja švarios, sausos atmosferos.
3 prevencijos strategija: metinė šiluminė ir vizualinė apžiūra
Dažnas pastebėjimas atliekant prevencinę priežiūrą yra tai, kad gnybtų bloko perkaitimas retai prasideda staiga. Jis duoda įspėjamuosius ženklus savaites ar mėnesius prieš katastrofišką gedimą. Kasmetinis patikrinimas turėtų apimti:
Vizualiai patikrinkite, ar nepakitusi spalva: Įkaitusiame terminale metalas tamsėja arba pamėlyna arba aplinkinis plastikinis korpusas paruduoja/lyja.
Įtrūkusi arba trapi izoliacija: Laido izoliacija šalia gnybto, kuri tapo standi arba įtrūkusi, rodo ilgai pakilusią temperatūrą.
Atsilaisvinę tvirtinimo varžtai: Naudodami sukimo momento atsuktuvą, kiekvieną varžtą reikia patikrinti, ar nėra likutinio sukimo momento. Varžtas, kuris pasisuka daugiau nei keliais laipsniais, kol pasiekia specifikaciją, po montavimo atsilaisvino.
Terminis vaizdavimas, jei įmanoma, suteikia tiksliausią diagnozę. Gnybtų bloką, kurio paviršiaus temperatūra yra daugiau nei 20 laipsnių aukštesnė už aplinkos jungties dėžutės temperatūrą, reikia išardyti, išvalyti ir iš naujo susukti.
4 prevencijos strategija: naudokite komponentus, atsparius aukštai temperatūrai
Net ir esant tobuloms jungtims, PTFE šildytuvo jungiamosios dėžutės vidus gali įkaisti, nes per šaltą sekciją iš PTFE apvalkalo patenka nedidelis šilumos kiekis. Standartinis PVC izoliacijos laidas yra skirtas tik 60–75 laipsnių kampui ir netinka šildytuvų jungiamosioms dėžėms. Vietoj to, laidai terminalo korpuse turėtų būti:
Kryžminis polietilenas (XLPE)arbasilikoninė gumaizoliacija, skirta mažiausiai 125 laipsnių .
Gnybtų blokai pagaminti išfenolioarbatermoplastiniskurių nuolatinio veikimo reitingas yra 105 laipsnių ar didesnis.
Laido matuoklis, parinktas 125 % nuolatinės šildytuvo srovės (pagal NEC arba vietinį kodą). Didesnis matuoklis sumažina I²R nuostolius pačiame laide, todėl gnybtų sritis yra vėsesnė.
Praktiškai PTFE šildytuvas, sunaudojantis 30 amperų, turėtų naudoti gnybtų blokus ir vidinius laidus, kurių vardinė galia yra ne mažesnė kaip 37,5 amperų, o laido izoliacijos temperatūra turi būti bent 105 laipsniai.
Išvada
Atsilaisvinęs gnybtas yra paprastas, bet pavojingas gedimas; reguliari, paprasta priežiūra tiesiogine prasme padidina saugumą ir patikimumą. Elektros jungtys yra šildytuvo gyvybės šaltinis ir nusipelno ypatingo dėmesio. Pritaikius tinkamą sukimo momentą su kalibruotu vairuotoju, naudojant antioksidacinius junginius, kur nurodyta, kasmet tikrinant, ar nėra ankstyvų perkaitimo požymių, ir parenkant aukštos temperatūros medžiagas, gnybtų bloko gedimus galima beveik visiškai pašalinti. Kelios minutės prevencinio darbo su gnybtų bloku apsaugo nuo valandų neplanuotų prastovų, gaisro pavojaus ir priešlaikinio šildytuvo pakeitimo. Jungiamoji dėžė gali būti mažiausiai žavinga PTFE panardinamojo šildytuvo dalis, tačiau čia taip pat prasideda dauguma elektros gedimų-ir disciplinuota techninė priežiūra duoda didžiausią pelną.
