Abrazyvinio arba erozinio naudojimo metu (srutos, didelio greičio skysčiai) šildytuvo PFA sienelių storis laikui bėgant palaipsniui mažėja, paprastai 0,05–0,2 mm per metus. Sumažinus 0,1 mm per metus (pvz., nuo 2,0 mm iki 1,0 mm per 10 metų), proporcingai sumažėja dielektrinis stiprumas. PFA dielektrinė stipris (skilimo įtampa) yra 15–25 kV/mm. 2,0 mm sienelės gedimo įtampa yra 30–50 kV. 1,0 mm siena turi 15–25 kV. 480 V kintamos srovės šildytuvo (didžiausia įtampa 680 V) saugos riba (gedimo įtampa / darbinė įtampa) sumažėja nuo 40–70× iki 20–35× – vis tiek labai saugu. Elektros saugos riba išlieka priimtina, kol sienelės storis nukrenta žemiau 0,2–0,3 mm (gedimo įtampa 3–7 kV, saugos riba 5–10×). Tikroji rizika yra ne elektros gedimas, o mechaninė perforacija, dėl kurios dėl skysčio patekimo atsiranda įžeminimo gedimas. PFA šildytuvams elektros sauga retai būna ribojantis veiksnys; erozijos gyvenimas yra.
Dielektrinis stiprumas ir sienos storis
| Sienelės storis (mm) | Dielektrinis stipris (kV, 20 kV/mm vidutinis) | Darbinė įtampa (480 VAC, didžiausia 0,68 kV) | Saugos marža (gedimas / veikimas) | Rizikos lygis |
|---|---|---|---|---|
| 2.0 | 40 | 0.68 | 59× | Labai saugus |
| 1.5 | 30 | 0.68 | 44× | Labai saugus |
| 1.0 | 20 | 0.68 | 29× | Labai saugus |
| 0.8 | 16 | 0.68 | 24× | Labai saugus |
| 0.5 | 10 | 0.68 | 15× | Saugus |
| 0.3 | 6 | 0.68 | 9× | Priimtinas (vis dar didesnis nei 5 ×) |
| 0.2 | 4 | 0.68 | 6× | Ribinis (tipinis kietos izoliacijos saugos koeficientas yra 4–5 ×) |
| 0.1 | 2 | 0.68 | 3× | Nesaugus (gali sugesti esant įtampos šuoliais) |
Praktinės saugos ribos
| Darbinė įtampa | Minimalus saugios sienelės storis (mm) | Pastabos |
|---|---|---|
| 120 VAC (170 V didžiausia) | 0,05 mm (teorinis) | 1,0 mm yra standartinis |
| 240 VAC (340 V didžiausia) | 0,10 mm | 1,0 mm yra standartinis |
| 480 VAC (680 V didžiausia) | 0,20 mm | Rekomenduojamas 1,5–2,0 mm |
| 600 VAC (850 V didžiausia) | 0,25 mm | mažiausiai 2,0 mm |
| 1 000 VAC (1 414 V didžiausia) | 0,50 mm | Rekomenduojamas 2,5 mm |
| 4 160 VAC (5 900 V didžiausia) | 2,0 mm | Reikalingas 3,0–4,0 mm |
Retinimo poveikis kitoms savybėms
| Sienelės storis (mm) | Plyšimo slėgis (baras, 25 laipsniai) | Prasiskverbimo greitis (santykinis) | Mechaninis stiprumas | Dominuojantis gedimo režimas |
|---|---|---|---|---|
| 2.0 | 45 | 1.0× | Aukštas | Erozija / prasiskverbimas |
| 1.5 | 35 | 1.5× | Vidutinis | Erozija / prasiskverbimas |
| 1.0 | 25 | 2.5× | Žemas | Erozija / prasiskverbimas |
| 0.5 | 12 | 6× | Labai žemas | Perforacija |
| 0.2 | 5 | 20× | Minimalus | Smeigtukas nuo erozijos |
Saugos riba elektros gedimo atveju išlieka didelė net esant 0,5 mm sienelės storiui. Šildytuvas suges dėl mechaninės perforacijos (erozijos per sieną) arba cheminio prasiskverbimo į šerdį dar ilgai, kol siena taps pakankamai plona, kad įvyktų elektros gedimas. Įprasto 480 V šildytuvo sienelės storis, kai prasiskverbimas sukelia šerdies koroziją, yra 0,5–1,0 mm; perforacija atsiranda 0,2–0,5 mm. Elektros gedimas esant 0,2 mm vis dar turi 6× saugos ribą, todėl tai nėra gedimo priežastis.
Lauko pavyzdys
A slurry heater (silica sand, 2 m/s) lost 0.15 mm/year of PFA thickness (from 2.0 mm initial). After 5 years, the wall was 1.25 mm. Dielectric strength was still 25 kV (>30× paraštė). Šildytuvas sugedo 6 metus dėl skylutės perforacijos (siena liko 0,7 mm) – ne elektros gedimas. Įrenginys pakeitė šildytuvą, kai storis pasiekė 1,0 mm (5 metai), gerokai anksčiau nei kyla elektros pavojus.
Stebėsenos ir pakeitimo kriterijai
| Likęs sienos storis | Veiksmas |
|---|---|
| >1,5 mm | Normalus veikimas |
| 1,5–1,0 mm | Stebėti kasmet |
| 1,0–0,8 mm | Planuokite pakeitimą per 12 mėnesių |
| 0,8–0,5 mm | Nedelsdami pakeiskite (mechaninė rizika) |
| <0.5 mm | Nedirbkite – perforacijos pavojus |
Elektros sauga nėra ribojantis veiksnys. Mechaninis vientisumas yra.
Išvada: elektros saugos riba išlieka aukšta, kol sienos storis nukrenta žemiau 0,2–0,3 mm
Palaipsniui mažėjantis PFA sienelės storis 0,1 mm per metus nedaro didelės įtakos 480 V kintamosios srovės šildytuvų elektros saugos ribai, kol sienelė nukris žemiau 0,2–0,3 mm (saugos riba 5–10×). Praktiškai šildytuvas sugenda dėl mechaninės perforacijos arba cheminio prasiskverbimo, kai sienelės storis yra 0,5–1,0 mm, dar ilgai prieš tai, kai kyla susirūpinimas dėl elektros gedimo. Esant aukštesnei įtampai (600–4160 V), minimalus saugus storis yra didesnis. Stebėkite sienelės storį mechaniniam vientisumui, o ne elektrinei saugai. PFA dielektrinis stipris yra toks didelis, kad net 0,5 mm siena yra saugi 480 V. Erozija yra tikras priešas. Išmatuokite storį, pakeiskite, kai per plona, ir nepaisykite elektros paraštės – tai nėra ribojantis veiksnys. Jūsų šildytuvas nusidėvės prieš užsimezgant lankams. Sutelkite dėmesį į eroziją, o ne į elektronus. Tarpas gali susitraukti, bet saugumas išlieka. Kol nebus. Esant 0,2 mm, pakeiskite. Net jei jis vis tiek šildo, tai yra rizika. Nespauskite jo. Išmatuokite, pakeiskite, būkite saugūs. Ne dėl lanko, o dėl nuotėkio. Skystis suras suplonėjusią vietą. Perforacija yra pabaiga. Prieš tai pakeiskite.
