چرا باید از استفاده مستقیم از گیره های شیلنگ فلزی روی بخش سرد بخاری PFA در محیط های مرطوب خودداری کرد؟

قسمت سرد یک بخاری PFA، یعنی ناحیه بالای خط مایع که در آن غلاف پلیمری انتهای الکتریکی را می پوشاند، از نظر مکانیکی سالم و غیر قابل نفوذ در برابر حملات محیطی به نظر می رسد. اما در محیط‌های مرطوب، گیره‌های شیلنگ فلزی که مستقیماً روی این بخش سرد محکم می‌شوند، یک توالی خرابی پیش‌بینی‌شده را ایجاد می‌کنند. گیره نیروی فشاری موضعی روی PFA اعمال می کند که خزش ویسکوالاستیک را در دمای اتاق نشان می دهد. PFA طی هفته‌ها تا ماه‌ها از گیره دور می‌شود و نیروی گیره را کاهش می‌دهد و شکاف کوچکی ایجاد می‌کند. هوای مرطوب وارد این دهانه می شود و در انتهای فلزی خنک تر داخل متراکم می شود. رطوبت گرفتار شده در عایق منجر به ردیابی الکتریکی، کاهش مقاومت عایق و در نهایت مشکلات زمین می شود. روش شکست ظریف است. بخاری به طور منظم کار می کند تا زمانی که جریان نشتی از آستانه سفر فراتر رود، چندین ماه پس از نصب گیره.

مکانیک آرامش خزش و تشکیل شکاف
PFA دارای مدول کششی حدود 600-800 مگاپاسکال در 20-40 درجه است، اما تحت تنش فشاری مداوم به طور قابل ملاحظه ای خزش می کند. یک گیره شلنگ درایو کرم معمولی که با گشتاور 2 تا 3 نیوتن متر سفت شده است، فشار تماسی 5 تا 10 مگاپاسکال بر روی سطح PFA وارد می‌کند که به طور قابل‌توجهی بیش از مقاومت فشاری طولانی‌مدت پلیمر است. خزش اولیه PFA در زیر نوار گیره در 24 ساعت اول پس از نصب گیره رخ می دهد و منجر به از دست دادن ضخامت 0.1 تا 0.3 میلی متر می شود. خزش ثانویه بعدی، با سرعت کمتر، به مدت 500 تا 1000 ساعت (3 تا 6 هفته) رخ می دهد که بسته به دما و رطوبت، ضخامت 0.3 تا 0.8 میلی متر کاهش می یابد. این خزش برگشت پذیر نیست. نوار گیره فولاد ضد زنگ یا فولاد کربنی با روکش روی است و خزش نمی کند. این منجر به از دست دادن نیروی گیره می شود. گیره، که در ابتدا سفت شده بود تا یک مهر و موم مقاوم در برابر آب ایجاد کند، پس از 2 تا 4 ماه خدمات مرطوب به اندازه کافی شل می شود تا بتواند آزادانه روی غلاف PFA حرکت کند.

شکاف زیر گیره یکنواخت نیست. حداکثر خزش در نزدیکی لبه های باند گیره رخ می دهد و یک شکاف مخروطی ایجاد می کند که به عنوان یک فیتیله مویرگی عمل می کند. چرخه حرارتی (منطقه سرد هنگامی که موتور کار می کند گرم می شود و زمانی که کار نمی کند خنک می شود) هوای مرطوب را به داخل این شکاف می مکد و رطوبت را رسوب می دهد. یک چرخه 24 ساعته با رطوبت نسبی 80 درصد در دمای 30 درجه با بخاری روشن به مدت 8 ساعت می تواند 0.5 تا 1.0 میلی گرم آب را وارد شکاف کند. در بیش از 100 چرخه، رطوبت در تماس های الکتریکی در منطقه سرد جمع می شود. خود غلاف PFA در قسمت سرد غیرقابل نفوذ است (درجه حرارت کمتر از 60 درجه)، با این حال شکاف زیر گیره اجازه می دهد تا یک مسیر مستقیم در اطراف مانع پلیمری ایجاد شود.

ردیابی الکتریکی و خرابی عایق
ردیابی الکتروشیمیایی زمانی شروع می شود که رطوبت از گیره (که ممکن است در صورت تماس با مخزن زمین شود) به انتهای فلزی داخلی عبور کند. هنگامی که ولتاژ اعمال شده (120{13}}480 VAC) وجود دارد، جریان نشتی از لایه رطوبت عبور می کند. حتی اگر جریان نشتی در 0.5 میلی آمپر مداوم باشد، منجر به گرمایش موضعی می شود که آلاینده های آلی را روی سطح PFA کربن می کند. مسیرهای کربنی شده مقاومت کمتری دارند، بنابراین جریان افزایش می یابد و روند سرعت می گیرد. مقاومت عایق بین المنت حرارتی و زمین پس از 200 تا 500 ساعت از اولین نفوذ رطوبت از 1000 MΩ به < 10 MΩ کاهش می یابد. یک قطع کننده مدار خطای زمین (GFCI) با نشتی 5-30 میلی آمپر کار می کند و برق بخاری را قطع می کند. در تأسیساتی که توسط GFCI محافظت نمی شوند، جریان نشتی ممکن است تا زمانی که گیره یا ترمینال فلزی خورده شود تا جایی که مدار باز یا خطر آتش سوزی ایجاد شود، ادامه یابد.

این مشکل در تاسیسات آبکاری و فرآوری شیمیایی که رطوبت محیط بیش از 70 درصد است و نمک های معلق در هوا یا مه های اسیدی رایج هستند، شدیدتر است. پل زدن رطوبت به انتهای فلز باعث تسریع خوردگی انتهای فلز توسط یون های کلرید از حمام های آبکاری مجاور می شود. خود گیره فولادی زنگ نزن خورده نمی شود، اما پایانه های مس یا نیکل داخل قسمت سرد در حضور رطوبت کلرید{3}}به سرعت خورده می شوند. بررسی بخاری‌هایی که با این مکانیسم شکست خورده‌اند، همیشه محصولات خوردگی مس سبز را در انتهای و یک رسوب سفید یا قهوه‌ای روی سطح داخلی PFA در زیر محل گیره نشان می‌دهد-شاهد مستقیمی از نفوذ رطوبت در محل گیره.

جایگزین های روش نصب مستقیم گیره فلزی امنیت مکانیکی قابلیت اطمینان آب بندی رطوبت مناسب برای محیط های مرطوب
گیره شلنگ فلزی مستقیم روی PFA متوسط ​​(اولیه) بد (بعد از خزش می شکند) مناسب نیست
نوار، PFA/PTEE{0}}روکش شده با گیره فلزی متوسط ​​(خزش کمتر) متوسط ​​(لاینر کاهش می‌یابد اما شکاف را از بین نمی‌برد) حاشیه‌ای. فصلی چک کنید
گیره (PVDF یا PFA) پلاستیک متوسط ​​(خزش کم روی PFA) متوسط ​​(پلاستیک-روی-پلاستیک باعث کاهش فتیله مویرگی می‌شود) رطوبت متوسط
Compression fitting with elastomeric seal (e.g., EPDM or FKM)HighExcellent (seal accommodates creep)Recommended for >70% RH
لوله انقباض حرارتی روی گیره، دارای خط چسب کم (فقط مهر و موم) خوب (اول) انقباض حرارتی خزش می کند، به مرور زمان آب بندی را از دست می دهد
بوت PFA قالب‌گیری شده یا قالب‌گیری بیش از حد نهایی HighExcellent (بدون نیاز به بستن مکانیکی) بهترین برای رطوبت بالا و شستشو
گیره ضد زنگ با بالشتک سیلیکونی (2 میلی متر) با کیفیت بالا (30-50٪ فشرده سازی پد، جذب خزش) توصیه می شود. تعویض پد سالانه
بهترین روش ها برای نصب در شرایط مرطوب
اگر بخاری PFA قرار است در رطوبت محیطی بیش از 60 درصد برای بیش از 1000 ساعت در سال قرار گیرد، مشخصات باید گیره شیلنگ فلزی مستقیم روی قسمت سرد بخاری PFA را محدود کند. فلنج یا اتصالات فشاری قالب‌گیری شده PFA که بار را در یک منطقه بزرگ (حداقل عرض 20 میلی‌متر) توزیع می‌کند و از یک مهر و موم الاستومری (FKM یا EPDM) استفاده می‌کند که با وجود خزش PFA، فشرده‌سازی را حفظ می‌کند، روش ترجیحی برای اتصال براکت‌ها یا بازوهای پشتیبانی است. در صورت اجتناب ناپذیر بودن گیره، سه روش کاهش احتمال خرابی را کاهش می دهد. یک بالشتک لاستیکی سیلیکونی به ضخامت 1-2 میلی‌متر در زیر تمام عرض نوار گیره قرار دهید. بازیابی الاستیک پد (فشرده سازی 60 تا 80 درصد) خزش PFA را طی 12 تا 18 ماه جبران می کند. دوم، قبل از چسباندن پد، یک لایه کوچک از گریس دی الکتریک (بر پایه سیلیکون) روی سطح PFA بمالید. گریس شکاف های میکروسکوپی را می بندد و از خروج رطوبت جلوگیری می کند. سوم، پس از سفت کردن، لبه‌های باند گیره را با یک سیلیکون RTV سخت‌گیر{18} ببندید تا یک مانع ثانویه در برابر ورود هوای مرطوب ایجاد کند. هیچ یک از این اقدامات به اندازه برداشتن گیره فلزی نیست. براکت‌ها یا فلنج‌های نصب یکپارچه قالب‌گیری شده را مشخص کنید که هرگونه اتصال گیره‌ای را در بخش سرد برای مشخصات بخاری جدید حذف می‌کند. هزینه افزایشی یک براکت قالب‌گیری شده (20 تا 50) در مقایسه با خطای کاوشگر به مدت چهار ساعت (20 تا 50) در مقایسه با خطای هزینه‌ای که خط پردازش را برای چهار ساعت خاموش می‌کند (2,000-1000-2000-1)

نتیجه گیری: گیره ها در برابر خزش و رطوبت ترکیب شده اند
گیره های شیلنگ فلزی در تماس با قسمت سرد بخاری PFA در تنظیمات مرطوب هنگامی که PFA تحت فشار مداوم می لغزد، شکافی ایجاد می کند که رطوبت را به انتهای الکتریکی می برد. تشخیص مشکل است، زیرا شکست معمولاً 3{4}}12 ماه پس از نصب رخ می دهد. اپراتور معمولاً بخاری را بدون تشخیص گیره به عنوان دلیل اصلی تعویض می کند و یک رشته خرابی در پی خواهد داشت. راه حل این است که نصب بدون گیره-با فلنج های قالبی، اتصالات فشاری با مهر و موم الاستومری یا گیره های پلاستیکی که رفتار خزشی PFA را تقلید می کنند، تعیین کنید. در حالی که می‌توان با جایگزین کردن گیره‌های فلزی با گیره‌های سیلیکونی{11} و آب‌بندی لبه‌ها، عمر نصب موجود را افزایش داد، اما خطر از بین نمی‌رود. در هر مکانی که رطوبت نسبی دائماً بالای 70٪ باشد، هر گیره روی قسمت سرد باید به عنوان یک اتصال موقت در نظر گرفته شود که صرف نظر از وضعیت ظاهری آن باید هر 12 ماه یکبار تعویض شود. بهترین راه حل درازمدت این است که بخاری ساز ویژگی های نصب قالب گیری یکپارچه را ارائه کند تا نیازی به گیره های نصب شده در زمین نباشد.