Một nhà máy xử lý hóa chất nhận thấy rằng lò sưởi ngâm PTFE 4 kW đang tiêu thụ 17,8 A thay vì trên bảng tên 16,7 A sau chín tháng sử dụng. Sự khác biệt nhỏ-khoảng 6%-nhưng ổn định và ngày càng tăng. Bộ điều khiển đang làm việc chăm chỉ hơn để duy trì điểm đặt và máy sưởi dường như nóng hơn so với khi mới mua. Yếu tố kháng cự đã không thất bại. Nó đã trôi dạt.
Độ lệch điện trở là sự thay đổi dần dần về điện trở của bộ phận làm nóng theo thời gian. Trong lò sưởi ngâm PTFE, hiện tượng trôi dạt thường xảy ra do quá trình oxy hóa, nhiễm bẩn hoặc thay đổi cơ học trong dây điện trở hoặc các kết nối của nó. Sự lệch hướng hiếm khi xảy ra đột ngột, nhưng qua nhiều tháng, nó có thể đẩy máy sưởi ra ngoài các thông số thiết kế, ảnh hưởng đến cả hiệu suất và tuổi thọ sử dụng.
Độ ổn định điện trở bình thường của các bộ phận làm nóng
Một bộ phận làm nóng mới có điện trở nằm trong khoảng ±5% giá trị trên nhãn của nó, được đo ở nhiệt độ phòng. Đối với lò sưởi 4 kW, 240V, điện trở trên bảng tên là 14,4 Ω và phạm vi chấp nhận được là 13,7–15,1 Ω.
Trong điều kiện hoạt động bình thường, điện trở thay đổi theo nhiệt độ. Hệ số điện trở nhiệt độ của nichrome và các hợp kim nung tương tự là điện trở dương-tăng khi nhiệt độ tăng. Một lò sưởi có đo 14,4 Ω ở 20 độ có thể đo 15,0–15,5 Ω ở nhiệt độ hoạt động. Điều này là bình thường và được mong đợi.
Sự trôi dạt quan trọng là sự thay đổi khả năng chống chịu lạnh theo thời gian. Nếu khả năng chịu lạnh tăng lên trên mức cho phép của bảng tên thì phần tử đó đang xuống cấp. Nếu nó rơi, phần tử có thể bị chập giữa các lượt.
| Thời gian phục vụ | Thay đổi kháng lạnh điển hình | Phạm vi chấp nhận được | Hoạt động |
|---|---|---|---|
| Mới | Đường cơ sở ±5% | Trong phạm vi dung sai của bảng tên | Không có |
| 6 tháng | ±2–3% | Trong phạm vi dung sai | Màn hình |
| 9 tháng | ±3–4% | Trong phạm vi dung sai | Kiểm tra cách điện |
| 12 tháng | ±3–5% | Ở giới hạn dung sai | Kế hoạch thay thế |
| 24 tháng | ±5–8% | Dung sai bên ngoài | Thay thế |
Mô hình độ lệch điện trở cho lò sưởi ngâm PTFE trong dịch vụ xử lý hóa chất thông thường
Sự oxy hóa của yếu tố kháng chiến
Nguyên nhân phổ biến nhất gây ra hiện tượng trôi điện trở là do dây điện trở bị oxy hóa. Nichrome và các hợp kim tương tự tạo thành lớp oxit bảo vệ ở nhiệt độ cao. Lớp này ổn định trong điều kiện bình thường nhưng có thể dày hơn theo thời gian, đặc biệt nếu bộ gia nhiệt quay vòng thường xuyên hoặc hoạt động ở nhiệt độ vỏ cao.
Lớp oxit có điện trở suất cao hơn kim loại cơ bản. Khi nó dày lên, điện trở hiệu dụng của phần tử tăng lên. Sự trôi dạt thường chậm-vài phần trăm mỗi năm-nhưng sẽ tăng tốc nếu bộ sưởi được vận hành trên nhiệt độ vỏ định mức hoặc nếu lớp cách nhiệt bên trong bị tổn hại.
Trong máy sưởi ngâm PTFE, nguy cơ oxy hóa thấp hơn so với máy sưởi{0}không khí mở vì bộ phận này được bịt kín bên trong vỏ bọc. Tuy nhiên, nếu độ ẩm hoặc quá trình hóa học chạm đến lớp cách nhiệt bên trong, môi trường xung quanh phần tử có thể bị oxy hóa, đẩy nhanh quá trình trôi dạt.
Ô nhiễm và xâm nhập độ ẩm
Độ ẩm hoặc ô nhiễm hóa học trong lớp cách nhiệt bên trong làm thay đổi điện trở cách điện nhưng cũng có thể ảnh hưởng đến chính phần tử điện trở. Nếu chất bẩn chạm đến phần tử, nó có thể gây ra sự ăn mòn cục bộ hoặc tạo cặn làm thay đổi điện trở.
Sự trôi dạt do ô nhiễm thường đi kèm với sự suy giảm điện trở cách điện. Một lò sưởi có cả điện trở trôi và điện trở cách điện giảm có thể bị ẩm hoặc bị hóa chất xâm nhập. Một lò sưởi có độ lệch điện trở với điện trở cách điện ổn định có nhiều khả năng gặp phải hiện tượng oxy hóa phần tử hoặc thay đổi cơ học.
Những thay đổi cơ học trong phần tử hoặc kết nối
Các kết nối lỏng lẻo, các sợi bị đứt hoặc đứt một phần trong dây điện trở có thể gây ra hiện tượng lệch điện trở. Kết nối đầu cuối lỏng lẻo làm tăng thêm điện trở cho mạch, điều này có thể xuất hiện khi điện trở tăng lên. Một sợi bị đứt trong phần tử nhiều{2}}dây làm giảm mặt cắt-hiệu quả, tăng sức cản.
Những nguyên nhân cơ học này thường đi kèm với các triệu chứng-khác về thiết bị đầu cuối nóng, hoạt động không liên tục hoặc hư hỏng rõ ràng tại các điểm kết nối. Chúng ít phổ biến hơn quá trình oxy hóa hoặc ô nhiễm nhưng cần được xem xét khi sự trôi dạt đột ngột thay vì từ từ.
| Mô hình trôi dạt | Nguyên nhân có thể xảy ra | Điện trở cách điện | Tình trạng đầu cuối | Kiểm tra chẩn đoán |
|---|---|---|---|---|
| Tăng dần,<5% | quá trình oxy hóa nguyên tố | Ổn định | Bình thường | Theo dõi xu hướng |
| Gradual increase, >5% | Quá trình oxy hóa nâng cao | Ổn định hoặc suy giảm | Bình thường | Kế hoạch thay thế |
| Tăng khi cách điện giảm | Sự ô nhiễm | Giảm dần | Bình thường | Kiểm tra Megôm kế |
| Tăng đột ngột | Kết nối lỏng lẻo | Ổn định | Nóng hoặc đổi màu | Mô-men xoắn và kiểm tra |
| Giảm sức đề kháng | Rẽ-sang-rẽ ngắn | Giảm dần | Bình thường | So sánh với bảng tên |
Các mô hình trôi dạt điện trở và nguyên nhân có thể xảy ra của chúng trong lò sưởi ngâm PTFE
Tại sao lực cản trôi lại quan trọng đối với hiệu suất
Điện trở tăng 6% sẽ làm giảm công suất đầu ra của lò sưởi khoảng 6%. Đối với máy sưởi 4 kW, công suất sưởi ít hơn 240 W. Trong bể có kích thước tối thiểu, sự thất thoát này có thể gây ra thời gian làm nóng- lâu hơn và khó giữ điểm đặt trong thời gian sản xuất cao điểm.
Bộ điều khiển bù đắp bằng cách giữ cho lò sưởi hoạt động lâu hơn. Bộ gia nhiệt hoạt động ở chu kỳ hoạt động cao hơn, làm tăng nhiệt độ vỏ bọc trung bình và tăng tốc cả quá trình thẩm thấu và lắng đọng cặn. Sự trôi dạt trở nên-tự tăng cường-điện trở cao hơn khiến thời gian chạy dài hơn, gây ra sự xuống cấp nhiều hơn, khiến cho sự trôi dạt nhiều hơn.
Kiểm tra và giám sát mức kháng cự
Phương pháp giám sát đơn giản nhất là đo dòng điện của bộ gia nhiệt bằng đồng hồ kẹp trong quá trình hoạt động bình thường và so sánh nó với giá trị trên bảng tên. Mức tăng hiện tại hơn 5% so với bảng tên cho thấy mức kháng cự đã giảm. Mức giảm hiện tại hơn 5% cho thấy mức kháng cự đã tăng lên.
Một phương pháp chính xác hơn là ngắt kết nối lò sưởi và đo điện trở lạnh bằng cầu vạn năng hoặc cầu lúa mì. Điều này nên được thực hiện ở nhiệt độ ổn định, lý tưởng là 20 độ và được so sánh với giá trị trên bảng tên.
Đối với các máy sưởi quan trọng, một bộ chuyển đổi dòng điện cố định được kết nối với hệ thống điều khiển của nhà máy có thể ghi lại dòng điện liên tục và cảnh báo khi độ lệch vượt quá ngưỡng. Điều này cung cấp cảnh báo sớm mà không cần kiểm tra thủ công.
Khi sự trôi dạt của lực cản báo hiệu một vấn đề lớn hơn
Sự lệch kháng cự thường là một triệu chứng, không phải là nguyên nhân gốc rễ. Nếu lò sưởi bị trôi đi đáng kể trong vòng chưa đầy 12 tháng, nguyên nhân cơ bản thường là nhiệt độ vỏ bọc quá cao, độ ẩm xâm nhập hoặc lỗi sản xuất. Việc thay thế lò sưởi mà không giải quyết được nguyên nhân sẽ dẫn đến tình trạng thay thế tương tự.
Cấu hình lò sưởi ngâm PTFE tùy chỉnh với mật độ watt thấp hơn, khả năng bịt kín được cải thiện và lớp cách điện bên trong chất lượng cao hơn{0}}sẽ giải quyết nguyên nhân gốc rễ của hiện tượng lệch điện trở. Quá trình đặc tả yêu cầu thành phần hóa học của bể, nhiệt độ vận hành, chu kỳ hoạt động và lịch sử trôi dạt của các bộ gia nhiệt trước đó. Đối với các cơ sở sử dụng nhiều máy sưởi trong dịch vụ tương tự, việc theo dõi độ lệch trong toàn bộ nhóm sẽ xác định ứng dụng nào có yêu cầu khắt khe nhất và nơi cần thay đổi thông số kỹ thuật.
