Riešenie problémov 101: Prečo tento ohrievač kazety prestal fungovať

Keď ohrievač kaziet náhle prestane fungovať, zastaví sa výroba. Je ľahké zistiť, čo je zlé: regulátor teploty chce teplo, ale nástroj zostáva chladný. Rýchly test pomocou multimetra na svorkách ohrievača zvyčajne ukazuje jasný dôkaz poruchy: otvorený obvod (nekonečný odpor) alebo menej často mŕtvy skrat (takmer-nulový odpor). Aj keď prvá vec, ktorú by ste chceli urobiť, je vyhodiť rozbité zariadenie, je dôležité systematicky skúmať základnú príčinu. Aby ste sa vyhli nákladnému a opakujúcemu sa cyklu výmeny a prestojov, musíte vedieť, prečo sa ohrievač pokazil. Pravdou je, že väčšina porúch kazetového ohrievača v teréne je spôsobená stresom z prostredia a aplikácie, nie problémami s tým, ako boli vyrobené.

1. Mechanická únava spôsobená cyklovaním a vibráciami


Mechanická únava spôsobená vibráciami a teplotnými cyklami je jedným z najbežnejších, ale najmenej viditeľných spôsobov, ako sa veci môžu pokaziť. V dynamických strojoch, ako sú vysokorýchlostné{1}}lisy na vstrekovanie plastov, baliace zariadenia alebo lisovacie nástroje, sú nainštalované ohrievače okamžite ovplyvnené častými vibráciami a nárazmi. Toto mechanické namáhanie spôsobuje, že vnútorný nikl-chrómový (nichrómový) odporový drôt stvrdne počas tisícok cyklov, aj keď je pevne zabalený v prášku oxidu horečnatého (MgO). Tento proces pomaly robí drôt menej pružným, až kým sa nezlomí. Spočiatku môže byť prestávka taká malá, že spôsobuje len sporadickú aktivitu. Potom môže prerásť do úplne otvoreného okruhu.

Preventívne opatrenie: Ak bude aplikácia vystavená veľkému množstvu vibrácií alebo rýchlym zmenám teploty, je dôležité zvoliť silnú-konštrukciu alebo štruktúru s vysokými{1}}vibráciami. Tento dizajn má hrubší kovový plášť, aby bol pevnejší, odporový drôt s väčším priemerom, aby bol pevnejší, a niekedy špecifickú štruktúru na podporu vnútornej cievky. Tieto prvky spolupracujú na znížení vibrácií a zastavení únavy, ktorá spôsobuje pretrhnutie drôtov.

2. Kontaminácia terminálu a elektrické sledovanie

Koncová časť, kde elektrické vodiče vychádzajú z utesneného puzdra, je časťou ohrievača kazety, ktorá sa s najväčšou pravdepodobnosťou zlomí. Táto sekcia je otvorená prostrediu, kde funguje. Rezná kvapalina, hydraulický olej, chladiaca kvapalina, vlhkosť, vodivý prach a karbonizované nečistoty sú príklady nečistôt, ktoré sa môžu hromadiť na kolíkoch svoriek alebo medzi kolíkmi a uzemneným plášťom. Tieto nečistoty sa môžu časom a pri vysokom napätí zmeniť na uhlík, čím sa vytvorí trvalý vodivý kanál s nízkym-odporom. Toto sa nazýva elektrické sledovanie. Tento prístup môže viesť k úniku prúdu alebo možno k priamemu skratu, pričom sa vykurovacie teleso úplne vynechá. To môže spôsobiť, že sa ovládač bude správať čudne, ochrana pred zemným spojením sa vypne bez dôvodu alebo úplné zlyhanie skratu.

Preventívne opatrenie: Vykonajte kroky na ochranu koncového zariadenia vopred. To znamená použitie vysokoteplotných silikónových čižiem alebo keramických izolátorov, ktoré dodáva výrobca, utesnenie vstupu elektródy do spojovacej skrinky pomocou správnych upchávok a udržiavanie celej oblasti čo najčistejšej a suchej. Jednoduchá, ale užitočná údržba je pravidelná kontrola kontaminácie prezeraním vecí.

3. Pokles izolačného odporu

Ohrievač kaziet zvyčajne vo veľkom zlyhá, keď sa jeho elektrická integrita pomaly zhorší. Oxid horečnatý (MgO), hlavná vnútorná izolácia, môže zhromažďovať vlhkosť zo vzduchu, pretože je hygroskopický. To platí najmä vtedy, ak bol ohrievač uložený na vlhkom mieste alebo ak je porušené tesnenie svorky. Dielektrická pevnosť MgO značne klesá, keď sa namočí. Ak sa MgO príliš dlho zahrieva (čo je bežný prípad, keď sa nehodí do príliš veľkého otvoru), izolačné vlastnosti sa môžu trvalo poškodiť.

Diagnostické a preventívne opatrenia: Pridanie testovania izolačného odporu do pravidelného plánu preventívnej údržby je veľmi užitočné. Nastavte megohmeter na 500 V DC alebo 1 000 V DC a skontrolujte odpor medzi olovom a kovovým plášťom ohrievača. Väčšina meračov ukáže, že nový, suchý ohrievač má odpor viac ako 1000 megaohmov (čo je v podstate nekonečné). Hodnota, ktorá výrazne klesla, najmä pod 1 megaohm, je jasným znakom toho, že sa dovnútra dostáva vlhkosť alebo sa rozpadá izolácia. Ak to zachytíte dostatočne skoro, môžete podniknúť kroky na to, aby ste to napravili, napríklad vloženie ohrievača do pece, aby sa vlhkosť „vypiekla“ predtým, ako sa počas používania pokazí.

4. Tepelný únik v dôsledku zlej inštalácie

Porucha, ktorá vyzerá ako elektrická, je zvyčajne spôsobená teplom. Miesto s vysokým elektrickým odporom vzniká, keď sú spoje na svorkovnici uvoľnené alebo skorodované. Tento odpor vytvára veľké množstvo tepla v mieste pripojenia podľa Jouleovho zákona (P=I²R). Toto parazitné teplo sa môže vrátiť späť pozdĺž vodičov do koncovej oblasti ohrievača, kde sa môže prehriať a poškodiť dôležité keramické tesnenie vo vnútri. Keď sa toto tesnenie pretrhne, kyslík zo vzduchu sa dostane do jadra, rýchlo oxiduje a preruší spojenie medzi odporovým drôtom a vodičom vo vnútri. Multimeter hovorí, že je otvorený okruh, ale skutočným problémom bolo zlé pripojenie vonku.

Preventívne opatrenie: Počas inštalácie a akejkoľvek budúcej výmeny sa uistite, že všetky elektrické spoje sú čisté, tesné a vyrobené s nepoškodenými očkami alebo svorkami primeranej veľkosti. Ak chcete zabrániť uvoľňovaniu spojov v dôsledku tepelných cyklov, počas odstávok počas údržby ich občas znova uťahujte{1}.

Na záver

Keď ohrievač kazety nefunguje, problém takmer často spočíva v jednom z dvoch hlavných stresových faktorov: buď mechanické namáhanie vnútorných častí alebo elektrické/tepelné namáhanie izolácie a spojov. Tímy údržby môžu podniknúť cielené nápravné kroky tým, že prejdú od zjednodušeného spôsobu myslenia „nahradiť a reštartovať“ k diagnostickému prístupu, ktorý sa zameriava na vibrácie, znečistenie, zdravie izolácie a kvalitu inštalácie. Tento proaktívny prístup nielenže okamžite rieši problém, ale tiež mení spôsob, akým je systém navrhnutý a udržiavaný, aby sa zabránilo jeho opakovaniu, čím sa stáva spoľahlivejším a dostupnejším.