Ako diagnostikovať zemnú poruchu, ktorá sa objaví iba vtedy, keď je ohrievač PTFE úplne ponorený?

Ohrievač PTFE prejde všetkými elektrickými kontrolami na pracovnom stole, ale spustí GFCI alebo zariadenie na ochranu pred únikom hneď, ako sa spustí do horúcej procesnej nádrže. Zdá sa, že chyba je sporadická a nekonzistentná a nemožno ju zopakovať počas bežného testovania údržby. Hlavným dôvodom je často dynamická, tlakom{2}}potlačená trhlina v puzdre. Ide o mikroskopickú chybu v PTFE, ktorá je uzavretá za studena a sucha, ale ktorá sa pri zahriatí a ponorení do vody mierne otvára, čo umožňuje prenikanie vodivej kvapaliny smerom k vnútornému kovovému jadru.

Tento typ poruchy diagnostiky PTFE ohrievača, ktorý je úplne ponorený do zeme, je jedným z najťažších zlyhaní ohrievača, ktorý sa dá potvrdiť, pretože porucha sa vyskytuje iba pri skutočných pracovných nastaveniach.

Prečo je chyba prítomná iba pri úplnom ponorení
PTFE ponorný ohrievač je vystavený brutálnej kombinácii tepelnej rozťažnosti, hydraulického tlaku a chemického pôsobenia. Chyby plášťa, ktoré sa javia ako neškodné počas kontroly chladom, môžu reagovať úplne inak, keď je ohrievač na prevádzkovej teplote.

The Hairline-Crack Mechanism
Problém zvyčajne začína:

Malý mechanický škrabanec

Poškodenie oderom

Vyčerpanie z tepla

Drobná výrobná chyba

Keď je ohrievač studený, PTFE plášť je vystavený určitej tlakovej sile. Pri bežnom teste elektrického odporu je drobné porušenie tesne utesnené a nedovoľuje prenikaniu vlhkosti.

Ale keď je ohrievač zapnutý v horúcej nádrži, dôjde k niekoľkým súčasným zmenám:

PTFE je tepelne expandovateľný

Geometria trhliny je zmenená

Kvapalina je tlačená do otvoru hydraulickým tlakom

Vodivá kvapalina sa dostáva do vnútornej kovovej konštrukcie

Zlomenina je druh ventilu, ktorý sa otvára pri zahriatí a odhaľuje cestu elektrického úniku, ktorá tam pri teste za studena jednoducho nie je.

Prečo štandardný test Megger často prehliadne problém
Štandardný test izolačného odporu bežne využíva 500 V DC megger s ohrievačom:

Suché

Dobre

Vybraté z procesného kúpeľa

V takom prípade sa izolačný odpor môže zdať úplne typický.

Testovanie za studena-nedokáže replikovať spustené podmienky
Porucha sa spustí iba vtedy, keď sú splnené všetky tieto podmienky:

Podmienečný efekt
Vysoká teplota Napučiava PTFE plášť
Úplné ponorenie do kvapalinyPoužíva hydraulický tlak.
Vodivá procesná kvapalinaPoskytuje kanál pre elektrický únik
Tepelné cyklovanie Dynamicky otvára a zatvára trhlinu
Pri testovaní na skúšobnej stolici je trhlina fyzicky uzavretá, takže megger nezistí žiadny zistiteľný zvodový prúd.

To spôsobuje frustrujúcu situáciu pri riešení problémov, kde:

Prešiel elektrickými skúškami

Bez poškodenia pri vizuálnej kontrole

Ohrievač sa vypne iba počas chodu

Výsledkom sú často opakujúce sa nepríjemné odstávky bez zjavnej základnej príčiny.

Teplotná závislosť vodivosti
Rozhodujúca je aj teplota samotnej kvapaliny.

Väčšina vodných chemických roztokov akéhokoľvek druhu zvyšuje elektrickú vodivosť so stúpajúcou teplotou. Horúca voda, oplachovacie roztoky a pokovovacie chemikálie teda predstavujú výrazne väčší únikový kanál ako studené kvapaliny.

Keď teplota kúpeľa stúpa:

Zvýšenie iónovej mobility

Zvyšuje sa vodivosť tekutín

Unikajúci prúd sa ľahšie udržiava

Porucha, ktorá generuje iba mikroampérový únik v chladnej kvapaline, môže poskytnúť dostatočný poruchový prúd na vypnutie citlivých ochranných systémov, keď kúpeľ dosiahne plnú prevádzkovú teplotu.

Diagnostika úplne ponorenej zemnej poruchy PTFE ohrievačov
Porucha súvisí s teplotou a ponorením, preto sú potrebné špecifické diagnostické metódy.

Hot Hipot test
Test s vysokou teplotou-sa považuje za zlatý diagnostický nástroj na potvrdenie problému s plášťom-závislým od teploty.

Ako funguje test
Ohrievač je napájaný v -nevodivej kvapaline, ako je čistý dielektrický olej, aby sa mohol bezpečne zohriať na zvýšenú prevádzkovú teplotu bez rýchleho úniku do zeme.

Keď je horúco:

Ohrievač sa rýchlo presunie do vodivého vodného kúpeľa.

Okamžite sa vykoná vysokopotenciálový elektrický test

Pozorné sledovanie správania sa unikajúceho prúdu

Tento prístup reprodukuje presné podmienky, za ktorých sa zlomenina otvára a vedie.

Prečo najskôr ropa
Prečo potrebujeme -nevodivé vykurovacie médium?

Ohrievač sa musí zahriať

Nesmie ísť na zem príliš skoro

Chyba plášťa vyžaduje tepelnú aktiváciu pred testovaním ponorením

Keď horúci ohrievač prenikne do vodivého kúpeľa, dokonca aj mikroskopické otvory v plášti môžu viesť k významnému úniku prúdu.

Bezpečnostné úvahy
Hot hi{0}}testovanie vyžaduje:

Správna elektrická izolácia

Manipulácia pod kontrolou

Vyškolený personál

Správne OOP

Starostlivé postupy uzemnenia

Proces je komplikovanejší ako bežný test izolácie, pretože zahŕňa elektrické zariadenia a horúce vodivé látky súčasne.

Monitorovanie úniku prúdu v reálnom čase
Ďalšou zaujímavou technikou je použitie citlivého zariadenia na zvodový-prúd na detekciu veľmi malých prechodných poruchových impulzov.

Detekcia milisekúnd úniku udalostí
Ako prvý vstúpi horúci ohrievač do kúpeľa:

Zlomenina sa na chvíľu otvorí

Kvapalina vodivá vstupuje do defektu

Existujú malé únikové impulzy.

Takéto udalosti môžu trvať len niekoľko milisekúnd, kým sa systém stabilizuje alebo sa spustia ochranné zariadenia.

Citlivé živé monitorovacie zariadenie dokáže zistiť:

Vrchol úniku

Impulzy zemného prúdu

Dynamické rozpadové správanie izolácie

Toto je obzvlášť účinné tam, kde sa chyba zobrazí iba krátko počas{0}}spustenia alebo prvého ponorenia.

Vizuálna kontrola často nestačí
Veľa zlomov puzdra-závislých od teploty je pod úrovňou optickej detekcie.

Chyba môže byť neviditeľná aj pri zväčšení v dôsledku:

Po ochladení sa trhlina utesní

PTFE vo svojej podstate skrýva drobné povrchové nedokonalosti

Chemické zafarbenie môže zakryť poškodenú oblasť

Elektrické a tepelné diagnostické testovanie je preto spoľahlivejšie ako vizuálna kontrola.

Typické príčiny poškodenia plášťa
Tieto drobné nedostatky môžu byť spôsobené množstvom prevádzkových situácií.

Mechanický šok
Malé ryhy na povrchu spôsobené náhodným kontaktom s hardvérom alebo zariadením nádrže sa môžu neskôr pri tepelnom cyklovaní rozšíriť.

Prehrievanie (suchý-požiar)
Ak hladina kvapaliny klesne pod povrch ohrievača, môže dôjsť k lokálnemu prehriatiu, ktoré môže poškodiť PTFE povlak a spôsobiť mikrofraktúry.

Chemická degradácia
Fluórpolymérové ​​povrchy môžu postupne skrehnúť v dôsledku dlhodobého vystavenia drsnej chémii a zvýšenej teplote.

Zlá manipulácia počas údržby
Počas inštalácie alebo čistenia môže krútenie, ohýbanie alebo nárazy ohrievača spôsobiť skryté poškodenie.

Prečo je výmena jedinou spoľahlivou odpoveďou
Ak sa zistí trhlina v plášti závislá od teploty, oprava často nie je uskutočniteľná.

Problém spočíva v celistvosti samotného fluoropolymérového izolačného systému. Dočasné tesnenia a povrchové záplaty dôsledne neobnovujú dielektrický výkon pri teplotnom cykle.

V každom prípade je dôsledok rovnaký; potvrdený problém s plášťom v závislosti od teploty má za následok výmenu ohrievača.

Pokračovanie vo vašich operáciách môže viesť k:

Časté výlety GFCI

Prerušenia procesov

Nebezpečenstvo úrazu elektrickým prúdom

Progresívne poškodenie plášťa

Korózia vykurovacieho telesa (vnútorná)

Zabránenie budúcemu ponoreniu iba zemným poruchám
„Niekoľko preventívnych postupov môže znížiť šance na recidívu.

Odporúčané preventívne opatrenia
NEVYSTAVUJTE mechanickému nárazu počas inštalácie

Udržujte dostatočné množstvo tekutín

Vyhnite sa suchým-situáciám streľby

• Kde je to možné, používajte ohrievače s nízkou hustotou.

Pravidelne monitorujte zvodový prúd

Aktívne vymieňajte starnúce ohrievače v dôležitých systémoch.

Opatrná manipulácia a kontrolované prevádzkové podmienky spôsobujú časom menšie namáhanie fluoropolymérových plášťových materiálov.

V súhrne:
Obzvlášť ťažká diagnostická situácia nastáva vtedy, keď sa elektrická porucha objaví len vtedy, keď je PTFE vykurovacia vložka ponorená, teda iba za skutočných prevádzkových podmienok. Malé pretrhnutie plášťa môže byť za studena a sucha elektricky nepostrehnuteľné, ale pri úplnom ponorení do horúcej vodivej kvapaliny sa otvorí tepelnou expanziou a hydraulickým tlakom.

Na získanie presnej diagnózy zemných porúch v ohrievačoch PTFE sú potrebné úplne ponorené tepelné-elektrické testovacie metódy, ktoré dokážu napodobniť skutočné podmienky procesu. Najlepšia cesta-testovania je stále tá najlepšia. Citlivé monitorovanie zvodového-prúdu možno použiť na zistenie prechodného chybového správania pri ponorení.

Niektoré elektrické problémy sa nedajú nájsť len na pracovnom stole. Niektoré poruchy sú viditeľné iba v bežnom tepelnom, hydraulickom a elektrickom prostredí ohrievača.