नौ महीने के बाद पीटीएफई इमर्शन हीटर पर प्रतिरोध बहाव का क्या कारण है?

एक रासायनिक प्रसंस्करण संयंत्र ने देखा कि एक 4 किलोवाट पीटीएफई विसर्जन हीटर नौ महीने की सेवा के बाद नेमप्लेट 16.7 ए के बजाय 17.8 ए खींच रहा था। अंतर छोटा था-लगभग 6%-लेकिन यह लगातार और बढ़ रहा था। नियंत्रक सेटपॉइंट को बनाए रखने के लिए कड़ी मेहनत कर रहा था, और हीटर नया होने की तुलना में अधिक गर्म लग रहा था। प्रतिरोध तत्व विफल नहीं हुआ था. वह बह गया था.

प्रतिरोध बहाव समय के साथ हीटिंग तत्व के विद्युत प्रतिरोध में एक क्रमिक परिवर्तन है। पीटीएफई विसर्जन हीटर में, बहाव आमतौर पर ऑक्सीकरण, संदूषण, या प्रतिरोध तार या उसके कनेक्शन में यांत्रिक परिवर्तन के कारण होता है। बहाव शायद ही कभी अचानक होता है, लेकिन कई महीनों में यह हीटर को उसके डिज़ाइन मापदंडों से बाहर धकेल सकता है, जिससे प्रदर्शन और सेवा जीवन दोनों प्रभावित होते हैं।

तापन तत्वों की सामान्य प्रतिरोध स्थिरता

एक नए हीटिंग तत्व का प्रतिरोध उसके नेमप्लेट मान के ±5% के भीतर होता है, जिसे कमरे के तापमान पर मापा जाता है। 4 किलोवाट, 240V हीटर के लिए, नेमप्लेट प्रतिरोध 14.4 Ω है, और स्वीकार्य सीमा 13.7–15.1 Ω है।

सामान्य परिचालन स्थितियों के तहत, प्रतिरोध तापमान के साथ बदलता है। नाइक्रोम और समान हीटिंग मिश्र धातुओं के लिए प्रतिरोध का तापमान गुणांक सकारात्मक है। तापमान बढ़ने पर प्रतिरोध बढ़ता है। एक हीटर जो 20 डिग्री पर 14.4 Ω मापता है, ऑपरेटिंग तापमान पर 15.0-15.5 Ω माप सकता है। यह सामान्य और अपेक्षित है.

बहाव जो मायने रखता है वह समय के साथ ठंड प्रतिरोध में बदलाव है। यदि शीत प्रतिरोध नेमप्लेट सहनशीलता से ऊपर बढ़ जाता है, तो तत्व ख़राब हो रहा है। यदि यह गिरता है, तो घुमावों के बीच तत्व छोटा हो सकता है।

सामान्य रासायनिक प्रसंस्करण सेवा में पीटीएफई विसर्जन हीटर के लिए प्रतिरोध बहाव पैटर्न

प्रतिरोध तत्व का ऑक्सीकरण

प्रतिरोध बहाव का सबसे आम कारण प्रतिरोध तार का ऑक्सीकरण है। नाइक्रोम और इसी तरह की मिश्रधातुएँ उच्च तापमान पर एक सुरक्षात्मक ऑक्साइड परत बनाती हैं। यह परत सामान्य परिस्थितियों में स्थिर होती है, लेकिन समय के साथ मोटी हो सकती है, खासकर यदि हीटर बार-बार चक्र करता है या उच्च म्यान तापमान पर संचालित होता है।

ऑक्साइड परत में आधार धातु की तुलना में अधिक प्रतिरोधकता होती है। जैसे-जैसे यह गाढ़ा होता जाता है, तत्व का प्रभावी प्रतिरोध बढ़ता जाता है। बहाव आम तौर पर धीमा होता है {{2}प्रति वर्ष कुछ प्रतिशत -लेकिन अगर हीटर को उसके रेटेड शीथ तापमान से ऊपर संचालित किया जाता है या यदि आंतरिक इन्सुलेशन से समझौता किया जाता है तो यह तेज हो जाता है।

पीटीएफई विसर्जन हीटरों में, ऑक्सीकरण जोखिम खुले एयर हीटरों की तुलना में कम होता है क्योंकि तत्व म्यान के अंदर सील होता है। हालाँकि, यदि नमी या प्रक्रिया रसायन आंतरिक इन्सुलेशन तक पहुँच जाता है, तो तत्व के चारों ओर का वातावरण ऑक्सीकरण हो सकता है, जिससे बहाव तेज हो सकता है।

संदूषण और नमी का प्रवेश

आंतरिक इन्सुलेशन में नमी या रासायनिक संदूषण इन्सुलेशन प्रतिरोध को बदल देता है लेकिन प्रतिरोध तत्व को भी प्रभावित कर सकता है। यदि संदूषण तत्व तक पहुंच जाता है, तो यह स्थानीयकृत क्षरण या जमाव का कारण बन सकता है जो प्रतिरोध को बदल देता है।

संदूषण से बहाव आमतौर पर इन्सुलेशन प्रतिरोध में गिरावट के साथ होता है। एक हीटर जो प्रतिरोध बहाव और गिरने वाले इन्सुलेशन प्रतिरोध दोनों को दर्शाता है, संभवतः नमी या रासायनिक प्रवेश से पीड़ित है। एक हीटर जो स्थिर इन्सुलेशन प्रतिरोध के साथ प्रतिरोध बहाव दिखाता है, उसमें तत्व ऑक्सीकरण या यांत्रिक परिवर्तनों का अनुभव होने की अधिक संभावना है।

तत्व या कनेक्शन में यांत्रिक परिवर्तन

ढीले कनेक्शन, टूटे हुए तार, या प्रतिरोध तार में आंशिक टूटना प्रतिरोध बहाव का कारण बन सकता है। एक ढीला टर्मिनल कनेक्शन सर्किट में प्रतिरोध जोड़ता है, जो प्रतिरोध में वृद्धि के रूप में प्रकट हो सकता है। एक मल्टी{2}स्ट्रैंड तत्व में टूटा हुआ स्ट्रैंड प्रभावी क्रॉस{3}सेक्शन को कम कर देता है, जिससे प्रतिरोध बढ़ जाता है।

ये यांत्रिक कारण आम तौर पर अन्य लक्षणों के साथ होते हैं {{0}गर्म टर्मिनल, रुक-रुक कर संचालन, या कनेक्शन बिंदुओं पर दृश्य क्षति। वे ऑक्सीकरण या संदूषण की तुलना में कम आम हैं लेकिन उन पर विचार किया जाना चाहिए जब बहाव क्रमिक होने के बजाय अचानक हो।

पीटीएफई विसर्जन हीटरों में प्रतिरोध बहाव पैटर्न और उनके संभावित कारण

प्रदर्शन के लिए प्रतिरोध बहाव क्यों मायने रखता है

प्रतिरोध में 6% की वृद्धि से हीटर का बिजली उत्पादन लगभग 6% कम हो जाता है। 4 किलोवाट हीटर के लिए, यह 240 W कम ताप क्षमता है। एक टैंक में जिसका आकार न्यूनतम मार्जिन के साथ था, यह नुकसान लंबे समय तक गर्मी पैदा कर सकता है और चरम उत्पादन के दौरान सेटपॉइंट को पकड़ने में कठिनाई हो सकती है।

नियंत्रक हीटर को अधिक समय तक सक्रिय रखकर क्षतिपूर्ति करता है। हीटर उच्च कर्तव्य चक्र पर काम करता है, जो औसत म्यान तापमान बढ़ाता है और पारगमन और स्केल जमाव दोनों को तेज करता है। बहाव स्वयं बन जाता है{{2}रीइन्फोर्सिंग{{3}उच्च प्रतिरोध के कारण अधिक रन टाइम होता है, जो अधिक गिरावट का कारण बनता है, जो अधिक बहाव का कारण बनता है।

प्रतिरोध का परीक्षण और निगरानी

सबसे सरल निगरानी विधि सामान्य ऑपरेशन के दौरान क्लैंप मीटर के साथ हीटर करंट को मापना और नेमप्लेट मान से इसकी तुलना करना है। नेमप्लेट के ऊपर 5% से अधिक की वर्तमान वृद्धि इंगित करती है कि प्रतिरोध कम हो गया है। 5% से अधिक की वर्तमान कमी इंगित करती है कि प्रतिरोध बढ़ गया है।

एक अधिक सटीक तरीका हीटर को डिस्कनेक्ट करना और मल्टीमीटर या व्हीटस्टोन ब्रिज के साथ ठंड प्रतिरोध को मापना है। यह एक सुसंगत तापमान पर किया जाना चाहिए, आदर्श रूप से 20 डिग्री, और नेमप्लेट मान की तुलना में।

महत्वपूर्ण हीटरों के लिए, प्लांट नियंत्रण प्रणाली से जुड़ा एक स्थायी वर्तमान ट्रांसड्यूसर लगातार करंट लॉग कर सकता है और बहाव एक सीमा से अधिक होने पर सचेत कर सकता है। यह मैन्युअल परीक्षण के बिना प्रारंभिक चेतावनी प्रदान करता है।

जब प्रतिरोध बहाव एक बड़ी समस्या का संकेत देता है

प्रतिरोध बहाव आमतौर पर एक लक्षण है, मूल कारण नहीं। यदि कोई हीटर 12 महीने से कम समय में काफी खराब हो जाता है, तो अंतर्निहित कारण अक्सर अत्यधिक म्यान तापमान, नमी का प्रवेश या विनिर्माण दोष होता है। कारण का पता लगाए बिना हीटर को बदलने से प्रतिस्थापन में समान बहाव होता है।

कम वाट घनत्व, बेहतर सीलिंग और उच्च गुणवत्ता वाले आंतरिक इन्सुलेशन के साथ एक कस्टम पीटीएफई इमर्शन हीटर कॉन्फ़िगरेशन प्रतिरोध बहाव के मूल कारण को संबोधित करता है। विनिर्देश प्रक्रिया में स्नान रसायन विज्ञान, ऑपरेटिंग तापमान, कर्तव्य चक्र और पिछले हीटरों के बहाव इतिहास की आवश्यकता होती है। समान सेवा में एकाधिक हीटर चलाने वाली सुविधाओं के लिए, बेड़े में बहाव को ट्रैक करने से पता चलता है कि कौन से एप्लिकेशन सबसे अधिक मांग वाले हैं और कहां विनिर्देश परिवर्तन की आवश्यकता है।