दूषित आंतरिक भराव पीटीएफई विसर्जन हीटर की विफलता का कारण कैसे बनता है?

चौदह महीने की सेवा के बाद एक रासायनिक संयंत्र ने 5 किलोवाट पीटीएफई विसर्जन हीटर को बदल दिया। हीटर ने निरंतरता परीक्षण पास कर लिया था, और म्यान में कोई भी दरार दिखाई नहीं दे रही थी। लेकिन इन्सुलेशन प्रतिरोध 5 एमΩ से नीचे गिर गया था, और ग्राउंड फॉल्ट ट्रिप अक्सर हो गए थे। जब इकाई को विश्लेषण के लिए काटा गया, तो आंतरिक भराव फीका पड़ गया और आयरन ऑक्साइड, सल्फेट यौगिकों और नमी से दूषित हो गया। फिलर ने धीमी गति से प्रवेश मार्ग के माध्यम से प्रक्रिया रसायन विज्ञान को अवशोषित कर लिया था, और संदूषण ने अंदर से इन्सुलेशन को नष्ट कर दिया था।

आंतरिक भराव {{0}मैग्नीशियम ऑक्साइड या एक समान सिरेमिक {{1}एक विद्युत इन्सुलेटर है जो प्रतिरोध तत्व को धातु आवरण से अलग करता है। पीटीएफई इमर्शन हीटर में, फिलर को पॉलिमर बाहरी आवरण द्वारा प्रक्रिया द्रव से संरक्षित किया जाता है। जब उस सुरक्षा से थोड़ा सा भी समझौता किया जाता है, तो भराव रक्षा की अगली पंक्ति बन जाता है, और इसमें नमी और रासायनिक हमले के प्रति सीमित प्रतिरोध होता है।

पीटीएफई विसर्जन हीटर निर्माण में फिलर की भूमिका

हीटिंग तत्व इन्सुलेशन के लिए मैग्नीशियम ऑक्साइड को चुना जाता है क्योंकि इसमें उच्च ढांकता हुआ ताकत, अच्छी तापीय चालकता और उच्च तापमान पर उचित स्थिरता होती है। यह प्रतिरोध तत्व और धातु आवरण के बीच की जगह में संकुचित हो जाता है, जिससे एक घना, विद्युतरोधी अवरोध बनता है।

उच्च गुणवत्ता वाले एमजीओ फिलर की शुद्धता 99% से अधिक और घनत्व 3.0 ग्राम/सेमी³ से अधिक है। जैसा कि प्राप्त हुआ, यह हाइड्रोफोबिक है, जिसका अर्थ है कि यह नमी अवशोषण का प्रतिरोध करता है। हालाँकि, MgO हीड्रोस्कोपिक है {{5}यदि अवसर मिले तो यह वायुमंडल से या प्रक्रिया द्रव से पानी को अवशोषित करेगा। एक बार अवशोषित होने पर, पानी इन्सुलेशन प्रतिरोध को कम कर देता है और एमजीओ के साथ प्रतिक्रिया करके मैग्नीशियम हाइड्रॉक्साइड बना सकता है, जिसमें कम ढांकता हुआ ताकत होती है।

नमी और रासायनिक संदूषण से पहले और बाद में भराव गुण

प्रक्रिया रसायन विज्ञान भराव तक कैसे पहुंचता है

फिलर तीन मार्गों से संदूषण के प्रति संवेदनशील है: पीटीएफई शीथ के माध्यम से प्रवेश, टर्मिनल सील में प्रवेश, और शीथ का यांत्रिक उल्लंघन।

पारगम्यता सबसे धीमा मार्ग है लेकिन आक्रामक रसायन विज्ञान में सबसे आम है। पानी के अणु, एसिड प्रजातियां और घुले हुए आयन ऑपरेशन के महीनों में पीटीएफई के माध्यम से फैलते हैं। दर तापमान, रसायन विज्ञान और आवरण की मोटाई पर निर्भर करती है। एक बार पीटीएफई के माध्यम से, संदूषक भराव में चले जाते हैं, इसके साथ प्रतिक्रिया करते हैं और इसके इन्सुलेशन गुणों को कम करते हैं।

टर्मिनल सील प्रवेश नमी और प्रक्रिया द्रव को ठंडे क्षेत्र में प्रवेश करने और भराव को गर्म खंड की ओर ले जाने की अनुमति देता है। यह मार्ग पारगमन से तेज़ है लेकिन आमतौर पर टर्मिनल के पास हीटर के केवल ऊपरी हिस्से को प्रभावित करता है।

एक यांत्रिक दरार {{0}एक दरार, एक गॉज, या एक पिनहोल{{1}प्रक्रिया द्रव और भराव के बीच सीधे संपर्क की अनुमति देता है। संदूषण तेजी से और स्थानीयकृत होता है, और हीटर आमतौर पर कुछ दिनों या हफ्तों के भीतर विफल हो जाता है।

संदूषण मार्ग और पीटीएफई विसर्जन हीटर भराव पर उनके प्रभाव

रासायनिक प्रतिक्रियाएँ जो भराव को ख़राब करती हैं

जब नमी MgO तक पहुँचती है, तो यह प्रतिक्रिया करके मैग्नीशियम हाइड्रॉक्साइड बनाती है: MgO + H₂O → Mg(OH)₂। मैग्नीशियम हाइड्रॉक्साइड में MgO की तुलना में कम ढांकता हुआ ताकत और कम तापीय चालकता होती है। प्रतिक्रिया ऊष्माक्षेपी होती है, जिससे गर्मी पैदा होती है जो गिरावट को और तेज कर सकती है।

जब एसिड प्रजातियां एमजीओ तक पहुंचती हैं, तो वे मैग्नीशियम लवण बनाने के लिए प्रतिक्रिया करती हैं। सल्फ्यूरिक एसिड मैग्नीशियम सल्फेट बनाता है, जो घुलनशील और प्रवाहकीय होता है। हाइड्रोक्लोरिक एसिड मैग्नीशियम क्लोराइड बनाता है, जो प्रतिरोधी तत्व के लिए घुलनशील और अत्यधिक संक्षारक भी होता है। ये लवण भराव की चालकता को बढ़ाते हैं और प्रतिरोध तार को संक्षारित कर सकते हैं।

नमी और एसिड का संयोजन विशेष रूप से हानिकारक है। एसिड एमजीओ को घोल देता है, जिससे रिक्त स्थान और रास्ते बन जाते हैं जो आगे प्रवेश की अनुमति देते हैं। प्रतिरोध तत्व प्रक्रिया रसायन विज्ञान के संपर्क में है, और हीटर अंदर से बाहर तक विफल हो जाता है।

भराव संदूषण के लक्षण

दूषित भराव लक्षणों का एक विशिष्ट समूह उत्पन्न करता है जो इसे अन्य विफलता मोड से अलग करता है।

इन्सुलेशन प्रतिरोध हफ्तों या महीनों में धीरे-धीरे कम हो जाता है। गिरावट आम तौर पर मोनोटोनिक होती है -प्रत्येक रीडिंग पिछले से कम होती है। एक स्थिर रीडिंग के बाद अचानक गिरावट एक अलग समस्या का संकेत देती है, जैसे कि यांत्रिक उल्लंघन।

जैसे-जैसे संदूषण बढ़ता है, ग्राउंड फ़ॉल्ट ट्रिप अधिक बार होते जाते हैं। पहली यात्रा महीनों के सामान्य ऑपरेशन के बाद हो सकती है। इसके बाद की यात्राएँ एक-दूसरे के करीब होती हैं, और अंततः हीटर रीसेट होने पर तुरंत यात्रा करता है।

यदि संदूषण किसी दरार के पास स्थानीयकृत है, तो आवरण में मलिनकिरण या मुलायम, छाले वाला क्षेत्र दिखाई दे सकता है। हालाँकि, पारगम्य संदूषण में, आवरण अक्सर बरकरार दिखता है, भले ही भराव गंभीर रूप से नष्ट हो गया हो।

सामान्य PTFE विसर्जन हीटर विफलता मोड के लिए लक्षण तुलना

भराव संदूषण को रोकना

सबसे प्रभावी रोकथाम पीटीएफई शीथ को बरकरार रखना और टर्मिनल बाड़े को सील रखना है। इसका मतलब है एक वाट घनत्व का चयन करना जो म्यान के तापमान को सुरक्षित सीमा के भीतर रखता है, पर्याप्त विसर्जन गहराई बनाए रखता है, और क्षति के संकेतों के लिए नियमित रूप से हीटर का निरीक्षण करता है।

कम नमी अवशोषण के साथ उच्च -घनत्व एमजीओ भराव मानक भराव की तुलना में संदूषण के लिए बेहतर प्रतिरोध प्रदान करता है। कुछ निर्माता MgO को नमी प्रतिरोधी कोटिंग या हाइड्रोफोबिक योजक के साथ पेश करते हैं जो पानी और रसायन के अवशोषण को धीमा कर देता है।

डेसिकेंट पैक या ब्रीथ वेंट के साथ सीलबंद टर्मिनल बाड़े ठंडे सिरे पर नमी के प्रवेश को कम करते हैं। प्रत्येक रखरखाव अंतराल पर सील का निरीक्षण किया जाना चाहिए और यदि संपीड़ित या टूट गया है तो उसे बदल दिया जाना चाहिए।

जब भराव संदूषण एक विशिष्टता समस्या का संकेत देता है

एक ही टैंक में बार-बार भराव संदूषण की विफलता से संकेत मिलता है कि हीटर ऐसी स्थितियों में काम कर रहा है जो इसकी डिज़ाइन सीमा से अधिक है। उच्च तापमान, आक्रामक रसायन विज्ञान, या उच्च वाट घनत्व पारगमन को तेज करता है और संदूषण का समय कम करता है। मोटे आवरण, कम वाट घनत्व और बेहतर सीलिंग के साथ एक कस्टम पीटीएफई इमर्शन हीटर कॉन्फ़िगरेशन संदूषण होने से पहले का समय बढ़ाता है। विनिर्देशन प्रक्रिया में स्नान रसायन विज्ञान, ऑपरेटिंग तापमान, म्यान की मोटाई और पिछले हीटरों की विफलता के इतिहास की आवश्यकता होती है।