Postrojenje za kemijsku preradu primijetilo je da PTFE uronjeni grijač od 4 kW troši 17,8 A umjesto 16,7 A s natpisne pločice nakon devet mjeseci rada. Razlika je bila mala-oko 6%-ali je bila dosljedna i povećavala se. Regulator je više radio na održavanju zadane vrijednosti, a činilo se da grijač radi toplije nego kad je bio nov. Otporni element nije zakazao. Odlutalo je.
Odstupanje otpora je postupna promjena električnog otpora grijaćeg elementa tijekom vremena. U PTFE uronjenim grijačima, pomicanje je obično uzrokovano oksidacijom, onečišćenjem ili mehaničkim promjenama u otpornoj žici ili njenim spojevima. Pomak je rijetko iznenadan, ali tijekom mjeseci može gurnuti grijač izvan njegovih projektiranih parametara, utječući i na performanse i na životni vijek.
Stabilnost normalnog otpora grijaćih elemenata
Novi grijaći element ima otpor unutar ±5% svoje vrijednosti s natpisne pločice, mjereno na sobnoj temperaturi. Za grijač od 4 kW, 240 V, otpor s natpisne pločice je 14,4 Ω, a prihvatljivi raspon je 13,7–15,1 Ω.
U normalnim uvjetima rada, otpor se mijenja s temperaturom. Temperaturni koeficijent otpora za nikrom i slične grijaće legure je pozitivan-otpor se povećava kako temperatura raste. Grijač koji mjeri 14,4 Ω na 20 stupnjeva može mjeriti 15,0–15,5 Ω na radnoj temperaturi. To je normalno i očekivano.
Pomak koji je bitan je promjena u otpornosti na hladnoću tijekom vremena. Ako otpornost na hladnoću poraste iznad tolerancije na natpisnoj pločici, element je degradiran. Ako padne, element možda ima kratki spoj između zavoja.
| Vrijeme u službi | Tipična promjena otpornosti na hladnoću | Prihvatljivi raspon | Akcijski |
|---|---|---|---|
| Novi | Osnovna vrijednost ±5% | Unutar tolerancije natpisne pločice | Nijedan |
| 6 mjeseci | ±2–3% | U granicama tolerancije | Monitor |
| 9 mjeseci | ±3–4% | U granicama tolerancije | Ispitajte izolaciju |
| 12 mjeseci | ±3–5% | Na granici tolerancije | Zamjena plana |
| 24 mjeseca | ±5–8% | Vanjska tolerancija | Zamijeniti |
Obrasci pomaka otpora za PTFE uronjene grijače u normalnoj kemijskoj obradi
Oksidacija elementa otpora
Najčešći uzrok pomaka otpora je oksidacija otporne žice. Nikrom i slične legure stvaraju zaštitni oksidni sloj na visokim temperaturama. Ovaj je sloj stabilan u normalnim uvjetima, ali može postati deblji tijekom vremena, posebno ako grijač često radi ili radi na visokim temperaturama omotača.
Oksidni sloj ima veći otpor od osnovnog metala. Kako se zgušnjava, efektivni otpor elementa se povećava. Pomicanje je obično sporo-nekoliko posto godišnje-ali se ubrzava ako grijač radi iznad nazivne temperature plašta ili ako je unutarnja izolacija ugrožena.
U PTFE uronjenim grijačima rizik od oksidacije manji je nego u otvorenim-grijačima jer je element zabrtvljen unutar omotača. Međutim, ako vlaga ili procesna kemija dopru do unutarnje izolacije, okolina oko elementa može postati oksidirajuća, ubrzavajući pomicanje.
Kontaminacija i ulazak vlage
Vlaga ili kemijska kontaminacija unutarnje izolacije mijenja otpor izolacije, ali također može utjecati na sam otporni element. Ako onečišćenje dospije do elementa, može uzrokovati lokaliziranu koroziju ili naslage koje mijenjaju otpor.
Odstupanje od onečišćenja obično je popraćeno padom izolacijskog otpora. Grijač koji pokazuje i pomicanje otpora i opadajući otpor izolacije vjerojatno pati od vlage ili prodora kemikalija. Grijač koji pokazuje pomicanje otpora sa stabilnim otporom izolacije vjerojatnije će doživjeti oksidaciju elementa ili mehaničke promjene.
Mehaničke promjene u elementu ili spojevima
Labavi spojevi, slomljene niti ili djelomični prekidi otporne žice mogu uzrokovati pomicanje otpora. Labav priključak priključka dodaje otpor strujnom krugu, što se može činiti kao povećanje otpora. Prekinuta nit u više-elementu smanjuje efektivni poprečni-presjek, povećavajući otpor.
Ovi mehanički uzroci obično su popraćeni drugim simptomima-vrućim terminalima, povremenim radom ili vidljivim oštećenjima na spojnim točkama. Oni su rjeđi od oksidacije ili kontaminacije, ali ih treba uzeti u obzir kada je pomak iznenadan, a ne postupan.
| Uzorak zanošenja | Vjerojatni uzrok | Otpor izolacije | Terminalno stanje | Dijagnostički test |
|---|---|---|---|---|
| Postupno povećanje,<5% | Oksidacija elementa | Stabilan | Normalan | Pratite trend |
| Gradual increase, >5% | Napredna oksidacija | Stabilan ili u opadanju | Normalan | Zamjena plana |
| Povećava se s padom izolacije | Kontaminacija | Opadanje | Normalan | Ispitivanje megohmetrom |
| Naglo povećanje | Labav spoj | Stabilan | Vruće ili bez boje | Zategnite i pregledajte |
| Smanjenje otpora | Skretanje-za-skretanje kratko | Opadanje | Normalan | Usporedite s natpisnom pločicom |
Obrasci pomaka otpora i njihovi mogući uzroci u PTFE uronjenim grijačima
Zašto je drift otpora bitan za izvedbu
Povećanje otpora od 6% smanjuje izlaznu snagu grijača za približno 6%. Za grijač od 4 kW to je 240 W manji kapacitet grijanja. U spremniku koji je dimenzioniran s minimalnom rezervom, ovaj gubitak može prouzročiti dulja vremena zagrijavanja-i poteškoće u održavanju zadane vrijednosti tijekom vršne proizvodnje.
Regulator kompenzira tako što grijač duže drži pod naponom. Grijač radi s višim radnim ciklusom, što podiže prosječnu temperaturu plašta i ubrzava prodiranje i taloženje kamenca. Zanos postaje samo-pojačavajući-veći otpor uzrokuje dulje vrijeme rada, što uzrokuje veću degradaciju, što uzrokuje više zanošenja.
Ispitivanje i praćenje otpornosti
Najjednostavnija metoda nadzora je mjerenje struje grijača pomoću kliješta tijekom normalnog rada i usporedba s vrijednošću na natpisnoj pločici. Povećanje struje za više od 5% iznad natpisne pločice znači da je otpor pao. Trenutni pad od više od 5% znači da je otpor porastao.
Precizniji način je odspojiti grijač i izmjeriti otpor hladnoće multimetrom ili Wheatstoneovim mostom. To bi trebalo biti učinjeno na stalnoj temperaturi, idealno 20 stupnjeva, i u usporedbi s vrijednošću na natpisnoj pločici.
Za kritične grijače, trajni pretvornik struje povezan sa sustavom upravljanja postrojenjem može kontinuirano bilježiti struju i upozoriti kada pomak prijeđe prag. To omogućuje rano upozorenje bez ručnog testiranja.
Kada pomak otpora signalizira veći problem
Pomak otpora obično je simptom, a ne temeljni uzrok. Ako se grijač znatno pomakne u manje od 12 mjeseci, temeljni uzrok je često previsoka temperatura plašta, ulazak vlage ili greška u proizvodnji. Zamjena grijača bez rješavanja uzroka dovodi do istog pomaka u zamjeni.
Prilagođena konfiguracija PTFE uronjenog grijača s nižom gustoćom u vatima, poboljšanim brtvljenjem i kvalitetnijom-unutarnjom izolacijom rješava glavni uzrok pomaka otpora. Proces specifikacije zahtijeva kemijski sastav kupke, radnu temperaturu, radni ciklus i povijest pomaka prethodnih grijača. Za objekte koji koriste više grijača u sličnim uslugama, praćenje kretanja kroz flotu identificira koje su aplikacije najzahtjevnije i gdje su potrebne izmjene specifikacija.
