Trước khi một bộ sưởi PTFE tùy chỉnh, đắt tiền được tin cậy cho việc lắp đặt từ xa, không cần giám sát, khả năng chịu đựng được quá trình làm nóng và làm mát hàng ngày của nó có thể được chứng minh trong một bài kiểm tra độ bền tăng tốc, có kiểm soát-như máy chạy bộ để kiểm tra ứng suất nhiệt. Nếu không có cuộc kiểm tra như vậy, các lỗi sản xuất tiềm ẩn hoặc điểm yếu về vật chất chỉ có thể bộc lộ sau nhiều tháng vận hành tại hiện trường, dẫn đến thời gian ngừng hoạt động và hậu cần thay thế tốn kém. Một-được thiết kế tốtkiểm tra độ bền chu kỳ nhiệt Máy sưởi PTFExác nhận cung cấp câu trả lời dứt khoát trước khi triển khai.
Tại sao đạp xe nhiệt là nguyên nhân gây ra lỗi chính
Trong-ứng dụng thực tế, bộ gia nhiệt PTFE hiếm khi hoạt động liên tục. Chúng nóng lên từ nhiệt độ môi trường xung quanh đến nhiệt độ xử lý, giữ trong một khoảng thời gian rồi hạ nhiệt-thường nhiều lần mỗi ngày. Mỗi chu kỳ gây ra ứng suất cơ học do sự giãn nở nhiệt không khớp giữa vỏ bọc PTFE, dây điện trở trong và các vòng đệm đầu cuối. Trải qua hàng trăm hoặc hàng nghìn chu kỳ, các vết nứt cực nhỏ có thể bắt đầu và lan rộng, độ ẩm có thể xâm nhập và khả năng cách điện có thể suy giảm dần. Thử nghiệm tăng tốc trong phòng thí nghiệm sẽ nén thời gian hoạt động của trường này thành vài ngày hoặc vài tuần.
Quy trình kiểm tra trong phòng thí nghiệm từng bước-từng bước{1}}
Quy trình sau đây được sử dụng để đánh giá độ bền chu kỳ nhiệt của bộ gia nhiệt PTFE trước khi nó được đưa ra triển khai tại hiện trường.
Thiết bị cần thiết
Bể-được kiểm soát nhiệt độ (nước khử ion sạch hoặc chất lỏng truyền nhiệt không-dễ cháy thích hợp)
Bộ điều khiển nhiệt độ có thể lập trình với khả năng tăng tốc/ngâm
Bộ ghi dữ liệu để ghi lại điện trở cách điện và dòng điện
Megohmmeter (máy đo điện trở cách điện) thích hợp để đo liên tục hoặc định kỳ
Nguồn điện AC định mức cho điện áp của lò sưởi
Kẹp hoặc bộ chuyển đổi dòng điện xoay chiều
Máy đo độ bền điện môi (máy đo độ bền điện môi)
Trạm kiểm tra phóng đại hoặc kính hiển vi
Thiết lập thử nghiệm
Bộ gia nhiệt PTFE được ngâm hoàn toàn trong bể-được kiểm soát nhiệt độ. Dung dịch tắm phải sạch và-được khuấy trộn tốt-thường sử dụng bơm tuần hoàn hoặc máy khuấy-để đảm bảo phân bổ nhiệt độ đồng đều và ngăn chặn các điểm nóng cục bộ. Việc gia nhiệt không đều có thể làm tăng tốc độ hư hỏng một cách giả tạo tại một điểm duy nhất, làm mất hiệu lực của thử nghiệm.
Máy sưởi được kết nối với nguồn điện xoay chiều định mức thông qua mạch giám sát dòng điện. Một megohm kế được kết nối giữa các dây dẫn mang điện của lò sưởi và mặt đất (dung dịch tắm hoặc điện cực nối đất chuyên dụng), được cấu hình để đo điện trở cách điện liên tục hoặc định kỳ. Bộ ghi dữ liệu ghi lại cả điện trở cách điện (tính bằng megaohms hoặc gigaohm) và dòng điện tiêu thụ của bộ gia nhiệt (tính bằng ampe) trong toàn bộ thời gian thử nghiệm.
Hồ sơ đạp xe
Bộ điều khiển nhiệt độ được lập trình để luân chuyển bể giữa trạng thái môi trường xung quanh thấp (thường là 20-25 độ) và nhiệt độ hoạt động định mức tối đa của bộ gia nhiệt, thường là 100 độ đối với bộ gia nhiệt PTFE tiêu chuẩn. Mỗi chu kỳ bao gồm:
Tăng tốc độ từ nhiệt độ môi trường xung quanh lên 100 độ với tốc độ được kiểm soát (ví dụ: 5-10 độ mỗi phút, phù hợp với tốc độ tăng tốc trường dự kiến)
Ngâm ở 100 độ trong thời gian dừng cố định (ví dụ: 15-30 phút)
Làm nguội đến môi trường xung quanh (làm mát tự nhiên hoặc làm mát cưỡng bức) và ngâm trong thời gian dừng tương tự
Chu kỳ được lặp lại hàng trăm lần. Số chu kỳ chính xác dựa trên nhiệm vụ thực địa dự kiến: quy trình-đạp xe nhanh (ví dụ: nhiều chu kỳ gia nhiệt mỗi ngày) yêu cầu thử nghiệm tích cực hơn với 500 chu kỳ trở lên, trong khi ứng dụng-đạp xe chậm có thể chỉ yêu cầu 100-200 chu kỳ. Thử nghiệm trong phòng thí nghiệm là phiên bản nén theo thời gian của tuổi thọ trong tương lai của máy sưởi, tăng tốc độ căng thẳng mà không làm thay đổi cơ chế hỏng hóc cơ bản.
Tiêu chí giám sát khi đạp xe
Trong suốt quá trình thử nghiệm, điện trở cách điện được quan sát. Bộ gia nhiệt PTFE tốt thường duy trì điện trở trên 1 GΩ (1000 MΩ) trong suốt quá trình thử nghiệm. Sự suy giảm dần dần theo chu kỳ cho thấy sự xâm nhập của hơi ẩm hoặc sự suy giảm chất điện môi tăng dần. Việc giảm đột ngột xuống dưới 10 MΩ được coi là lỗi và quá trình thử nghiệm bị dừng lại.
Trận hòa hiện tại cũng được theo dõi. Giá trị dòng điện dự kiến ổn định xác nhận rằng bộ phận làm nóng bên trong vẫn còn nguyên. Dòng điện tăng dần cho thấy lớp cách điện PTFE bị đứt một phần, trong khi dòng điện giảm đột ngột hoặc hở mạch cho thấy dây điện trở bị đứt.
Hậu-Kiểm tra xe đạp và kiểm tra Hipot
Sau khi hoàn thành số chu kỳ đã lập trình, bộ gia nhiệt được lấy ra khỏi bể, sấy khô cẩn thận và được kiểm tra kỹ lưỡng bằng mắt. Việc kiểm tra tập trung vào:
Vết nứt vỏ:Bất kỳ vết nứt, vết nứt hoặc vết nứt bề mặt nào có thể nhìn thấy được trong vật liệu PTFE, đặc biệt là gần các điểm uốn hoặc điểm cuối.
Sự đổi màu:Màu vàng hoặc nâu của PTFE, có thể cho thấy quá nhiệt cục bộ hoặc bị tấn công hóa học.
Rò rỉ con dấu thiết bị đầu cuối:Dấu hiệu của hơi ẩm hoặc chất lỏng xâm nhập tại điểm dây dẫn điện đi vào vỏ bọc PTFE. Các dấu vết sưng tấy, mềm đi hoặc có thể nhìn thấy được sẽ được ghi nhận.
Việc kiểm tra chắc chắn về hư hỏng tiềm ẩn là kiểm tra độ bền điện môi, thường được gọi là kiểm tra hipot. Một điện áp cao (thường là 1500 VAC hoặc 2200 VDC đối với máy sưởi định mức 240 V hoặc theo quy định của tiêu chuẩn an toàn) được đặt vào giữa dây dẫn mang điện của máy sưởi và mặt đất trong một phút. Kết quả đạt cho thấy không có sự cố hoặc dòng điện rò rỉ quá mức. Bất kỳ sự phóng điện, hồ quang hoặc rò rỉ nào vượt quá giới hạn quy định đều coi là hỏng hóc.
Giải thích kết quả
Máy sưởi đáp ứng cả ba tiêu chí-điện trở cách điện ổn định trong quá trình đạp xe, rút dòng điện nguyên vẹn, kiểm tra trực quan rõ ràng và kiểm tra hipot thành công-được coi là đã được xác thực cho dịch vụ hiện trường không liên tục. Lỗi ở bất kỳ giai đoạn nào đều chỉ ra lỗi thiết kế hoặc sản xuất cần được sửa chữa trước khi triển khai.
Thực hành tốt nhất cho bể thử nghiệm
Bể thử nghiệm phải được khuấy-tốt để đảm bảo gia nhiệt đồng đều và tránh các điểm nóng. Nếu không được khuấy trộn, nước gần lò sưởi có thể nóng lên cục bộ, trong khi các vùng mát hơn ở những nơi khác gây ra gradient nhiệt làm sai lệch các điều kiện thực tế. Nên sử dụng bơm tuần hoàn hoặc máy khuấy từ hoạt động liên tục. Nước khử ion được ưa chuộng hơn vì-bản chất không phản ứng, mặc dù chất lỏng truyền nhiệt không-dễ cháy có thể được sử dụng để thử nghiệm ở nhiệt độ trên 100 độ.
Kết luận: Giảm-rủi ro khi triển khai thông qua xác thực trong phòng thí nghiệm
Thử nghiệm độ bền chu kỳ nhiệt chính thức cung cấp bằng chứng chắc chắn về độ bền của bộ gia nhiệt PTFE, giúp giảm-rủi ro khi triển khai và xác thực thiết kế của nhà cung cấp. Thử nghiệm cho thấy những điểm yếu lẽ ra vẫn bị che giấu cho đến khi máy sưởi được đưa vào sử dụng, có khả năng gây tổn thất trong sản xuất và gây nguy hiểm về an toàn. Cuối cùng, cách tốt nhất để ngăn chặn sự cố tại hiện trường là tạo ra sự cố trong phòng thí nghiệm trước tiên-trong các điều kiện được kiểm soát, có thể đo lường được-trước khi máy sưởi được tin cậy cho quá trình lắp đặt quan trọng, không cần giám sát.
