Miks peaksite vältima metallvoolikuklambrite kasutamist otse PFA-küttekeha külmal osal niiskes keskkonnas?

PFA-soojendi külm osa, st vedelikujoone kohal olev piirkond, kus polümeerkate katab elektriotsa, tundub mehaaniliselt kindel ja keskkonnamõjudele mitteläbilaskev. Kuid niisketes tingimustes annavad metallist voolikuklambrid, mis on pingutatud otse sellele jahedale segmendile, prognoositud rikkejärjestuse. Klamber avaldab PFA-le lokaalset survejõudu, millel on toatemperatuuril viskoelastne roome. PFA voolab klambrist eemale nädalate kuni kuude jooksul, vähendades kinnitusjõudu ja tekitades väikese tühimiku. Sellesse avausse siseneb niiske õhk ja kondenseerub sees oleva jahedama metallotsa külge. Isolatsiooni sattunud niiskus põhjustab elektrilist jälgimist, isolatsioonitakistuse vähenemist ja lõpuks maandusprobleeme. Ebaõnnestumise meetod on peen. Kütteseadet kasutatakse regulaarselt, kuni lekkevool ületab väljalülitusläve, mitu kuud pärast klambri paigaldamist.

Rooma lõdvestamise ja tühikute tekkimise mehaanika
PFA tõmbemoodul on 20–40 kraadi juures umbes 600–800 MPa, kuid see roomab pideva survepinge korral märgatavalt. Tavaline tigu{5}}voolikuklamber, mis on pingutatud pöördemomendiga 2–3 N·m, avaldab PFA pinnale kontaktrõhu 5–10 MPa, mis ületab oluliselt polümeeri pikaajalist survetugevust. PFA esmane roome klambririba alla toimub esimese 24 tunni jooksul pärast klambri paigaldamist ja selle tulemuseks on 0,1–0,3 mm paksuse kaotus. Järgnev sekundaarne roomamine toimub aeglasema kiirusega 500–1000 tunni (3–6 nädala) jooksul, mille tulemusel väheneb kogupaksus 0,3–0,8 mm, olenevalt temperatuurist ja niiskusest. See libisemine ei ole pöörduv. Klambririhm on roostevabast terasest või tsingiga kaetud süsinikterasest ja ei libise. Selle tulemuseks on kinnitusjõu kaotus. Klamber, mis oli algselt veekindla tihendi tagamiseks pingutatud, muutub pärast 2–4-kuulist niisket kasutamist piisavalt lahti, et PFA ümbrisel vabalt liikuda.

Klambri all olev vahe pole ühtlane. Maksimaalne roomamine toimub klambriribade servade lähedal, tekitades kitseneva pilu, mis toimib kapillaari tahtina. Termotsükkel (külm ala soojeneb, kui mootor töötab, ja jahtub, kui see ei tööta) imeb sellesse pilusse niiske õhu ja ladestab niiskust. Üks 24-tunnine 80% suhtelise õhuniiskuse tsükkel 30 kraadi juures, kui kütteseade on sisse lülitatud 8 tundi, võib tuua pilusse 0,5–1,0 milligrammi vett. Rohkem kui 100 tsükli jooksul koguneb niiskust külma ala elektrikontaktidele. PFA ümbris ise on külmas osas mitteläbilaskev (temperatuur < 60 kraadi), kuid klambri all olev vahe võimaldab otsest teed ümber polümeerbarjääri.

Elektriline jälgimine ja isolatsiooni rike
Elektrokeemiline jälgimine algab siis, kui niiskus ületab klambri (mis võib paagi puudutamisel olla maandatud) sisemise metallotsani. Lekkevool voolab läbi niiskuskile, kui on rakendatud pinge (120-480 VAC). Isegi kui lekkevool on pidev 0,5 mA juures, põhjustab see lokaalset kuumenemist, mis karboniseerib PFA pinnal orgaanilised saasteained. Karboniseeritud trassid on väiksema takistusega, mistõttu vool suureneb ja protsess kiireneb. Kütteelemendi ja maapinna vaheline isolatsioonitakistus langeb 200 kuni 500 tunni pärast alates esimesest niiskuse läbitungimisest > 1000 MΩ-lt < 10 MΩ-ni. Maandusvea voolukatkesti (GFCI) rakendub 5–30 mA lekke korral, lülitades kütteseadme pinge välja. GFCI-ga kaitsmata rajatistes võib lekkevool püsida seni, kuni metallklamber või klemm korrodeerub kuni avatud vooluringi või tuleohu tekkimiseni.

Probleem on kõige tõsisem galvaniseerimis- ja keemilise töötlemise rajatistes, kus õhuniiskus on üle 70% ja õhus levivad soolad või happeudu. Niiskuse sildamine metallotsani kiirendab metallotsa korrosiooni naaberkattevannide kloriidioonide poolt. Roostevabast terasest klamber ise ei korrodeeru, kuid külma ala sees olevad vask- või nikliklemmid korrodeeruvad kiiresti kloriidisisaldusega-niiskuse juuresolekul. Selle mehhanismi tõttu ebaõnnestunud küttekehade uurimine näitab alati rohelisi vase korrosiooniprodukte otsas ja valget või pruuni sadestist PFA sisepinnal klambri asukoha all -otset tõendit niiskuse imbumisest klambri kohas.

Otsese metallklambriga kinnitusmeetodi alternatiivid Mehaaniline turvalisus Niiskuse tihendi töökindlus Sobivus niiskesse keskkonda
Metallist voolikuklamber otse PFA-l Mõõdukas (esialgne) Halb (katkeneb roomamisel) Pole sobiv
Riba, PFA/PTEE{0}}vooderdatud metallklambriga Mõõdukas (vähem libisemist) Mõõdukas (vooder vähendab, kuid ei kaota tühimikku) Marginaalne; kontrollida kord kvartalis.
Klamber (PVDF või PFA) plastMõõdukas (madal roomamine PFA-l) Mõõdukas (plast-peale-plast vähendab kapillaaride ärajuhtimist) Mõõdukas õhuniiskus
Compression fitting with elastomeric seal (e.g., EPDM or FKM)HighExcellent (seal accommodates creep)Recommended for >70% suhteline niiskus
Kuumkahanevad torud klambri kohal, liimiga vooderdatud Madal (ainult tihend) Hea (esimene) Termikahanemine roomab, aja jooksul kaotab tihendi
PFA saapa vormitud või otsad ülevormitud Kõrge Suurepärane (pole vaja mehaanilist kinnitust) Sobib kõige paremini kõrge niiskuse ja mahapesemise jaoks
Roostevaba silikoonpadjaga klamber (2 mm) Kõrge Hea (30-50% padja kokkusurumine, roomamise neeldumine) Soovitatav; vahetage padjandit igal aastal
Niisketes tingimustes paigaldamise parimad tavad
Kui PFA-soojendit tuleb hoida õhuniiskuses üle 60% rohkem kui 1000 tunniks aastas, peaksid spetsifikatsioonid piirama otseste metallist voolikuklambrite kasutamist PFA-soojendi külmas osas. Valatud PFA äärik või surveliitmik, mis jaotab koormuse suurele alale (minimaalselt 20 mm laiusele) ja kasutab elastomeerset tihendit (FKM või EPDM), mis säilitab surve PFA roomamisest hoolimata, on eelistatud viis kronsteinide või tugiõlade kinnitamiseks. Kolm leevendust vähendavad rikke tõenäosust, kui klamber on vältimatu. Asetage 1-2 mm paksune silikoonkummist padi kogu klambri laiuse alla. Padja elastne taastumine (60–80% kokkusurumine) kompenseerib PFA roomamise 12–18 kuu jooksul. Teiseks kandke enne padja kinnitamist PFA pinnale väike kiht dielektrilist määret (silikoon{15}}põhine); määre sulgeb mikroskoopilised praod ja takistab niiskuse ärajuhtimist. Kolmandaks, pärast pingutamist tihendage klambririba servad niiskust{18}}kõvastuva RTV silikooniga, et tagada sekundaarne tõke niiske õhu sissepääsu eest. Ükski neist leevendustest pole nii hea kui lihtsalt metallklambri eemaldamine. Uute kütteseadmete spetsifikatsioonide jaoks määrake integreeritud vormitud kinnitusklambrid või äärikud, mis välistavad külmsektsiooni klambrid. Vormitud kronsteini (20–50) lisakulu on triviaalne, võrreldes tootmisliini neljaks tunniks väljalülitatava rikkekuluga (20–50) võrreldes kuludega, mis seisneb protsessiliini neljaks tunniks (20–50) väljalülitamiseks (20–50).

Järeldus: klambrid painduvad roomamise ja niiskuse suhtes
Metallist voolikuklambrid, mis puutuvad kokku PFA-küttekeha külma osaga, ebaõnnestuvad niisketes tingimustes, kui PFA libiseb pideva surve all, jättes pilu, mis juhib niiskuse elektrilise otsa külge. Diagnoos on keeruline, kuna rike ilmneb tavaliselt 3-12 kuud pärast installimist. Tavaliselt vahetab operaator küttekeha välja ilma, et peapõhjuseks oleks klamber, ja järgneb rida tõrkeid. Lahenduseks on määrata klambrivaba -kinnitus vormitud äärikutega, elastomeerse tihendiga surveliitmikud või plastklambrid, mis jäljendavad PFA roomemiskäitumist. Kuigi olemasoleva paigaldise eluiga saab pikendada, asendades metallklambrid silikoonpolsterdatud klambritega ja tihendades servad, ei ole see oht välistatud. Igas kohas, kus suhteline õhuniiskus on pidevalt üle 70%, tuleks külma osa mis tahes klambrit käsitleda kui ajutist kinnitust, mis tuleks välja vahetada iga 12 kuu järel, olenemata selle nähtavast seisukorrast. Parim{12}}pikaajaline lahendus on see, et küttekeha valmistaja varustab integreeritud kinnitusdetailidega, nii et kohapeal paigaldatavaid klambreid pole vaja.