Un impianto chimico ha estratto un riscaldatore a immersione in PTFE da 3 kW da un serbatoio di risciacquo dopo una serie di interventi intermittenti per guasto a terra. La superficie della guaina sembrava intatta. Nessuna crepa, nessuna vescica, nessuno scolorimento. L'involucro del terminale era asciutto. Eppure la resistenza di isolamento è di 8 MΩ-molto al di sotto dei 500 MΩ previsti da un riscaldatore sano. L'umidità era all'interno, intrappolata nell'isolamento interno, invisibile dall'esterno.
L'umidità interna è uno dei guasti del riscaldatore a immersione in PTFE più difficili da diagnosticare perché non lascia tracce visibili sulla superficie della guaina. Il PTFE sembra a posto. I terminali sembrano a posto. Il riscaldatore può anche funzionare normalmente per ore o giorni prima che l'umidità migri fino al punto in cui provoca un viaggio. A quel punto, la corrosione interna potrebbe essere progredita oltre il punto di riparazione.
Perché l'umidità si accumula all'interno di un riscaldatore ad immersione in PTFE
L'umidità penetra nell'isolamento interno attraverso tre percorsi: permeazione attraverso la guaina in PTFE, ingresso nella guarnizione del terminale e condensa all'interno dell'involucro del terminale.
La permeazione è il percorso più lento ma più persistente. Le molecole d'acqua e gli ioni disciolti si diffondono attraverso il polimero nel corso di mesi di funzionamento, soprattutto a temperature elevate della guaina. Una volta attraversato il PTFE, migrano attraverso l'isolamento interno verso l'elemento resistivo.
L'ingresso della guarnizione terminale è più rapido e diretto. Una guarnizione deteriorata, un pressacavo allentato o una morsettiera rotta consentono all'acqua o al fluido di processo di entrare nella zona fredda e di spostarsi lungo l'isolamento interno verso la sezione riscaldata.
La condensa si verifica quando il riscaldatore si raffredda durante la notte e l'aria umida all'interno della custodia del terminale si condensa sulle superfici più fredde. Con il passare del tempo, l'umidità accumulata penetra nell'isolamento.
| Fonte di umidità | Tempo per ottenere effetti rilevabili | Resistenza di isolamento tipica | Segni visibili | Riparabile |
|---|---|---|---|---|
| Permeazione della guaina | 6–18 mesi | 10–100 MΩ | Nessuno esternamente | NO |
| Ingresso della guarnizione del terminale | 1–6 mesi | 1–50 MΩ | Scatola terminale bagnata | A volte |
| Condensazione | 2–12 mesi | 20–200 MΩ | Umidità nella custodia | Spesso |
| Rottura meccanica | Giorni-settimane | <10 MΩ | Danni visibili | NO |
Percorsi di ingresso dell'umidità e loro effetti sui riscaldatori ad immersione in PTFE
Passaggio 1: test della resistenza di isolamento
Il primo e più importante test è il test del megaohmmetro. Scollegare il riscaldatore dall'alimentazione e collegare il megaohmmetro tra i terminali dell'elemento e una terra nota. Applicare 500 V CC e leggere la resistenza dopo 60 secondi.
Una lettura superiore a 100 MΩ indica un riscaldatore sano. Una lettura compresa tra 10 e 100 MΩ indica che l'ingresso di umidità sta procedendo ma potrebbe non essere ancora critico. Una lettura inferiore a 10 MΩ indica un'umidità significativa e un riscaldatore che è vicino o alla fine della sua vita utile.
Se possibile, il test dovrebbe essere eseguito alla temperatura di esercizio, poiché gli effetti dell'umidità sono più pronunciati quando il riscaldatore è caldo. Tuttavia, un test a freddo è più sicuro e può essere utilizzato per individuare i trend.
Passaggio 2: ispezione della custodia dei terminali
Aprire la custodia del terminale e verificare l'eventuale presenza di umidità, corrosione o scolorimento. Gocce d'acqua, macchie di ruggine o depositi bianchi sui terminali indicano che è entrata umidità nell'involucro. Un odore di muffa o di sostanza chimica può anche indicare che il fluido di processo ha raggiunto l'interno.
Controllare la guarnizione o il sigillo attorno al coperchio. Una guarnizione compressa, rotta o mancante è un percorso di umidità. Controllare la tenuta e le condizioni di tenuta del pressacavo di ingresso cavo.
| Risultato dell'ispezione del terminale | Probabile fonte di umidità | Gravità | Azione |
|---|---|---|---|
| Terminali asciutti e puliti | Nessuno rilevato | Normale | Continua il monitoraggio |
| Leggera condensazione | Umidità ambientale | Basso | Aggiungere l'essiccante e richiudere |
| Gocce d'acqua | Guasto alla tenuta | Moderare | Sostituire la guarnizione, asciugare |
| Corrosione sui terminali | Ingresso di fluidi di processo | Alto | Sostituire il riscaldatore |
| Depositi bianchi | Fluido di processo evaporato | Alto | Sostituire il riscaldatore |
Risultati dell'ispezione della custodia terminale e loro implicazioni
Passaggio 3: ispezione-della zona fredda e della flangia
La zona fredda-la sezione non riscaldata tra la flangia e l'area riscaldata-è un punto di ingresso comune per l'umidità. Ispezionare il PTFE in quest'area per individuare eventuali crepe, graffi o scolorimento. Una zona fredda danneggiata consente al fluido di processo di spostarsi lungo l'isolamento interno.
Ispezionare il giunto della flangia per individuare eventuali segni di perdite. Macchie di acido o sostanze chimiche attorno ai bulloni della flangia o un deposito cristallino bianco sull'interfaccia tra flangia-e-serbatoio indicano che il fluido è filtrato oltre la guarnizione. Se il giunto della flangia perde, è possibile che l'umidità penetri nel riscaldatore attraverso lo stesso percorso.
Passaggio 4: ispezione della superficie della guaina
La sezione riscaldata della guaina deve essere ispezionata per individuare eventuali crepe, bolle, scolorimento o depositi. Sebbene l'umidità all'interno del riscaldatore non sempre produca danni visibili alla guaina, una rottura del PTFE è la via più diretta per l'ingresso di umidità.
Prestare particolare attenzione alla parte superiore della sezione riscaldata, vicino alla linea del liquido. È qui che lo stress dovuto al ciclo termico è massimo e dove più spesso si originano le cricche. Una fessura sottile può essere difficile da vedere senza ingrandimento e una buona illuminazione.
Passaggio 5: controllo degli elementi di resistenza
Misurare la resistenza al freddo dell'elemento e confrontarla con il valore di targa. Una deviazione significativa-superiore al 5%-indica che l'elemento stesso potrebbe essere danneggiato. L'umidità nell'isolamento può causare corrosione localizzata del filo della resistenza, con conseguente deriva della resistenza o guasto del circuito-aperto.
Se la resistenza è aperta (infinita), l'elemento ha ceduto. Se la resistenza è notevolmente inferiore a quella indicata sulla targhetta, l'elemento potrebbe essere in cortocircuito con la guaina o collegato a terra a causa dell'umidità.
| Test | Lettura sana | L'umidità-lettura influenzata | Azione |
|---|---|---|---|
| Resistenza di isolamento | >100 MΩ | <50 MΩ | Investiga ulteriormente |
| Resistenza al freddo | Entro ±5% dalla targa | Drifted >5% | Sostituire il riscaldatore |
| Ispezione visiva della guaina | Nessuna crepa o vescica | Crepe o scolorimento | Sostituire il riscaldatore |
| Custodia terminale | Lavare a secco | Umidità o corrosione | Asciugare o sostituire |
Riepilogo dei test di ispezione per l'umidità interna nei riscaldatori ad immersione in PTFE
Asciugatura di un riscaldatore- interessato dall'umidità
Se l'umidità è recente e la resistenza di isolamento è superiore a 10 MΩ, il riscaldatore potrebbe essere recuperabile mediante asciugatura. Applicare una bassa tensione-25–50% della tensione nominale per diverse ore con il riscaldatore in aria o in un serbatoio asciutto. Il riscaldamento delicato allontana l'umidità dall'isolamento senza generare la temperatura completa della guaina.
Monitorare la resistenza di isolamento durante il processo di asciugatura. Se supera i 100 MΩ, il riscaldatore può essere rimesso in servizio. Se rimane al di sotto di 50 MΩ dopo l'asciugatura, il percorso dell'umidità è permanente e il riscaldatore deve essere sostituito.
L'essiccazione è una misura temporanea. Se l'umidità penetra attraverso una guarnizione degradata o una guaina permeata, ritornerà. La causa sottostante deve essere affrontata per prevenire il ripetersi.
Quando l'umidità interna indica un problema di specifiche
Guasti ripetuti legati all'umidità-nello stesso serbatoio indicano che le specifiche o l'installazione del riscaldatore non sono adatte all'applicazione. L'elevata umidità, i cicli frequenti o i prodotti chimici aggressivi possono accelerare l'ingresso di umidità. Una configurazione personalizzata del riscaldatore a immersione in PTFE con tenuta migliorata, densità di watt inferiore e isolamento interno resistente all'umidità- affronta la causa principale dell'ingresso di umidità. Il processo di specifica richiede la chimica del bagno, la temperatura operativa, l'umidità ambientale, il ciclo di lavoro e la cronologia dei guasti dei riscaldatori precedenti.
