Как да диагностицираме повреда в земята, която се появява само когато PTFE нагревател е напълно потопен?

PTFE нагревателят преминава всички електрически проверки на стенда, но задейства GFCI или устройството за защита от течове веднага щом бъде спуснат в горещ технологичен резервоар. Грешката изглежда спорадична и непоследователна и не може да бъде възпроизведена по време на нормалното тестване за поддръжка. Основната причина често е динамично, предизвикано-натиск пукнатина на обвивката. Това е микроскопичен дефект в PTFE, който е затворен, докато е студен и сух, но който се отваря леко при нагряване и потапяне във вода, което позволява навлизането на проводима течност към вътрешното метално ядро.

Този тип проблем с диагнозата при пълно потапяне на PTFE нагревател е една от най-трудните за потвърждаване повреди на нагревателя, тъй като дефектът възниква само при действителни работни настройки.

Защо грешката е налице само при пълно потапяне
PTFE потопяем нагревател е подложен на брутална комбинация от топлинно разширение, хидравлично налягане и химическа атака. Дефектите на обвивката, които изглеждат безобидни по време на студена проверка, могат да реагират съвсем различно, когато нагревателят е на работна температура.

The Hairline-механизъм за напукване
Обикновено проблемът започва с:

Малка механична драскотина

Увреждане от абразия

Топлинно изтощение

Малък производствен дефект

Когато нагревателят е студен, PTFE обвивката е подложена на известна сила на натиск. При нормален тест за електрическо съпротивление малката пробив се затваря плътно и не позволява навлизането на влага.

Но когато нагревателят се захранва в горещ резервоар, се извършват редица едновременни промени:

PTFE е топлинно разширяващ се

Геометрията на пукнатината е променена

Течността се изтласква в отвора чрез хидравлично налягане

Проводимата течност достига до вътрешната метална конструкция

Счупването е нещо като клапан, който се отваря при нагряване, разкривайки път на изтичане на електричество, който просто не е там, когато се тества на студено.

Защо стандартният мегер тест често пропуска проблема
Стандартен тест за съпротивление на изолацията обикновено използва 500 VDC мегомер с нагревателя:

Суха

добре

Изваден от технологичната баня

В такъв случай изолационното съпротивление може да изглежда напълно типично.

Тестването в-студено състояние не може да повтори условията на работа
Грешката се задейства само когато са изпълнени всички тези условия:

Ефект на състоянието
Висока температура Набъбва PTFE обвивката
Пълно потапяне в течност Използва хидравлично налягане.
Проводима процесна течност Осигурява канал за изтичане на електричество
Термичен цикъл Динамично отваря и затваря пукнатината
При стендови тестове пукнатината е физически затворена, така че мегерът не открива никакъв забележим ток на утечка.

Това причинява разочароваща ситуация за отстраняване на неизправности, когато:

Преминал електрически тестове

Няма повреди при визуална проверка

Нагревателят се изключва само докато работи

Резултатът е често повтарящи се изключвания без видима основна причина.

Температурна зависимост на проводимостта
Температурата на самата течност също е от решаващо значение.

Повечето водни химически разтвори от всякакъв вид увеличават електрическата проводимост с повишаване на температурата. По този начин горещата вода, разтворите за изплакване и химикалите за покритие представляват значително по-голям канал за изтичане от студените течности.

Тъй като температурата на ваната се повишава:

Увеличаване на йонната подвижност

Проводимостта на течностите се увеличава

Токът на утечка е по-лесен за поддържане

Дефект, който генерира само микроамперно изтичане в студена течност, може да осигури достатъчно ток на повреда, за да задейства чувствителните защитни системи, след като ваната достигне пълна работна температура.

Диагностика на напълно потопено заземяване на PTFE нагреватели
Повредата е свързана с температурата и потапянето, поради което са необходими специфични диагностични методи.

Hot Hipot тест
Смята се, че тестът за горещ hi-pot е златният диагностичен инструмент за потвърждаване на температурно{1}}зависим проблем с обвивката.

Как работи тестът
Първоначално нагревателят се захранва с не{0}}проводима течност, като чисто диелектрично масло, така че да може безопасно да достигне висока работна температура без бързо изтичане към земята.

Когато е горещо:

Нагревателят бързо се премества в проводима водна баня.

Незабавно се извършва електрически тест с висок потенциал

Внимателно наблюдение на поведението на тока на утечка

Този подход възпроизвежда точните условия, при които фрактурата се отваря и провежда.

Защо първо масло
Защо се нуждаем от-непроводима нагревателна среда?

Нагревателят трябва да загрее

Не трябва да отива на земята твърде рано

Дефектът на обвивката изисква термично активиране преди тестване с потапяне

След като горещият нагревател проникне в проводящата вана, дори микроскопични дупки на обвивката могат да доведат до значителен ток на утечка.

Съображения за безопасност
Hot hi{0}}тестването изисква:

Правилна електрическа изолация

Обработка под контролни процедури

Обучен персонал

Правилно ЛПС

Внимателни процедури за заземяване

Процесът е по-сложен от нормален тест за изолация, тъй като включва едновременно електрическо оборудване и горещи проводими вещества.

Мониторинг на утечка на жив ток
Друга интересна техника е използването на чувствително оборудване за -ток на утечка за откриване на много малки преходни импулси на повреда.

Откриване на милисекундни изтичащи събития
Тъй като горещият нагревател влиза първо във ваната:

Фрактурата се отваря за момент

Проводимата течност влиза в дефекта

Има малки импулси на изтичане.

Такива събития могат да продължат само милисекунди, преди системата да се стабилизира или защитните устройства да се задействат.

Чувствителното оборудване за наблюдение на живо може да открие:

Пикове на изтичане

Импулси на земен ток

Динамично поведение при разрушаване на изолацията

Това е особено ефективно, когато грешката се показва само за кратко по време на стартиране-или първото потапяне.

Визуалната проверка често не е достатъчна
Много от-зависимите от температурата счупвания на обвивката са под нивото на оптично откриване.

Дефектът може да бъде невидим дори при увеличение поради:

Пукнатината се запечатва при охлаждане

PTFE по своята същност прикрива малки повърхностни несъвършенства

Химическото оцветяване може да прикрие увредената област

Следователно електрическите и термичните диагностични тестове са по-надеждни от визуалната проверка.

Типични причини за увреждане на обвивката
Тези малки дефекти могат да бъдат причинени от редица оперативни ситуации.

Механичен удар
Малки прорези по повърхността, причинени от случаен контакт с хардуер или оборудване на резервоара, могат да се размножат по-късно при термичен цикъл.

Прегряване (сух-огън)
Ако нивото на течността падне под повърхността на нагревателя, може да възникне локализирано прегряване, което може да повреди PTFE покритието и да причини микропукнатини.

Химично разграждане
Флуорополимерните повърхности могат постепенно да станат крехки поради продължително излагане на силна химия и повишена температура.

Лошо боравене по време на поддръжка
По време на монтаж или почистване, усукване, огъване или удряне на нагревателя може да причини скрити повреди.

Защо подмяната е единственият надежден отговор
Ако е открита зависима от температурата пукнатина на обвивката, ремонтът често не е практичен.

Проблемът е в целостта на самата флуорополимерна изолационна система. Временните уплътнения и повърхностни лепенки не възстановяват последователно диелектричните характеристики при температурни цикли.

Във всеки случай последствието е едно и също; потвърден температурно зависим проблем с обвивката води до подмяна на нагревателя.

Продължаването на вашите операции може да доведе до:

Чести GFCI пътувания

Прекъсвания на процесите

Рискове от токов удар

Прогресивно разрушаване на обвивката

Корозия на нагревателния елемент (вътрешен)

Предотвратяване на бъдещи земни неизправности само при потапяне
„Няколко превантивни практики могат да намалят шансовете за рецидив.

Препоръчителни предпазни мерки
НЕ подлагайте на механично въздействие по време на монтажа

Поддържайте адекватни нива на течности

Избягвайте ситуации на сухо{0}}изпичане

• Използвайте нагреватели с ниска плътност на вата, където е възможно.

Периодично следете тока на утечка

Активно сменяйте остарелите нагреватели във важни системи.

Внимателното боравене и контролираните работни условия прилагат по-малко напрежение върху флуорополимерните обвивни материали с течение на времето.

В обобщение:
Представена е особено трудна диагностична ситуация, при която електрическа повреда се появява само когато PTFE потопяемият нагревател е потопен, т.е. само при истински работни условия. Малък пробив в обвивката може да бъде електрически незабележим, когато е студен и сух, но да се отвори при термично разширение и хидравлично налягане, когато е напълно потопен в гореща, проводима течност.

За да се получи точна диагноза на заземяване на PTFE нагреватели, са необходими методи за напълно потопено термично-електрическо изпитване, които могат да имитират реални условия на процеса. Горещият hi-pot тест все още е най-добрият начин. Мониторингът на чувствителен{4}}ток на утечка може да се използва за откриване на преходно поведение при повреда при потапяне.

Някои електрически проблеми не могат да бъдат открити само на работна маса. Някои неизправности се наблюдават само в нормалната термична, хидравлична и електрическа среда на нагревателя.