Hva er tegnene på at en PTFE-varmerens indre MgO-isolasjon har blitt kompromittert av fuktighet?

Pulveret av magnesiumoksid inne i en PTFE-varmers kalde sone er en flott elektrisk isolator når den er tørr. Men det er hygroskopisk-det tar lett opp fuktighet fra fuktig luft. Svært tidlige faser av denne fuktighetslekkasjen er vanligvis ganske subtile, og skaper bare små elektriske anomalier i god tid før en varmeovn opplever en katastrofal jordfeil eller kortslutning.

I mange industrielle systemer oppstår de første varselindikatorene etter driftsstans, fuktig vær eller lang lagring. Elektriske er de mest pålitelige. Avlesning av isolasjonsmotstanden avtar og gjenoppretter seg overraskende etter regulert tørking. Disse klassiske MgO-isolasjonsfuktighets-PTFE-varmeelementene kan ofte fortelle deg situasjonen før irreversibel skade er gjort.

Hvorfor MgO brukes i PTFE-varmeren
Magnesiumoksid, noen ganger kjent som MgO, har to viktige funksjoner i elektriske varmeovner:

Elektrisk isolasjon av motstandsledningen

Leder varme effektivt til kappen

MgO har svært høy dielektrisk motstand og god varmeledningsevne når den er riktig komprimert og holdt tørr. Denne kombinasjonen gjør at varmeelementer kan brukes trygt ved høye temperaturer i kjemisk motstandsdyktige PTFE- eller PFA-mantelsystemer.

Men MgO er hygroskopisk, som er en langsiktig sårbarhet. Hvis fuktighet kommer inn via defekte tetninger, kondens eller kontinuerlig eksponering for fuktighet, begynner isolasjonsegenskapene å brytes ned.

Det første varselskiltet – Megger-avlesninger faller
Et av de mest kritiske diagnostiske instrumentene angående varmeapparathelse er isolasjonsmotstandstesten utført med et megohmmeter, vanligvis referert til som en megger.

En normal sunn, tørr MgO-isolert varmeovn viser:

Isolasjonsmotstand over 100 MΩ ved 500 VDC

Vanligvis gigaohm-områdeverdier i tørre situasjoner

Fuktighetsforurensning av MgO forårsaker elektriske lekkasjekanaler gjennom det fuktige isolasjonspulveret. Dette forårsaker en målbar reduksjon i isolasjonsmotstanden.

Typiske lesemønstre knyttet til fuktighet-
Forverringen er vanligvis sakte i begynnelsen:

Varmeapparat Tilstand Typisk isolasjonsmotstand
Tørr, sunn varmeovn > 100 MΩ til flere GΩ
Lett fuktforurensning Titalls MΩ
Betydelig fuktighetsopptak Lavt MΩ-område
Kraftig forurensning kΩ-område eller mindre
Et meget tydelig mønster i praksis observeres etter fuktige helger eller anleggsstans. En varmeovn som besto en gigaohm-test på fredag, leser kanskje bare noen få megaohm mandag morgen.

Denne forbigående nedbrytningen tyder sterkt på absorbert fuktighet kontra fysisk kappekollaps.

The Ultimate Test: Recovery After Bake-Out
En uttørking-som gjenoppretter lesingen er en utvetydig bekjennelse av fuktighet.

Dette er en av de kritiske diagnostiske forskjellene mellom hydrert MgO-isolasjon og irreversibel strukturell skade.

Kontrollert utbakingsprosess
Hvis det er mistanke om fuktighetsforurensning, kan varmeren tørkes lett som følger:

lav spenning aktivert i en tom, tørr tank

Sett i en temperaturregulert ovn.

Varm luft, tørking med lav luftfuktighet.

Utstekt-temperaturen bør ikke overstige 110 grader for å unngå å skade eller deformere PTFE-hylsen.

Ettersom fuktighet renner ut av MgO-pulveret, vil isolasjonsmotstanden ofte komme seg gradvis mot sin opprinnelige tørrverdi.

Hvorfor gjenoppretting er viktig
Når megger-avlesningen er fullstendig gjenopprettet etter tørking, er resultatet relativt klart:

Sliren er trolig fortsatt intakt

Den interne motstandsledningen er ikke åpen ennå

Lav lesing, inntrengning av fuktighet ikke katastrofal skade

En brukket kappe eller permanent karbonisert isolasjon vil derimot normalt ikke komme seg etter tørking.

Visuell indikasjon: Hvitt kalkholdig materiale på terminalpakningen.
Et annet vanlig tegn som ofte følger med elektrisk testing, er en hvit kritt -lignende rest som vises rundt området rundt terminalforseglingen.

Denne avleiringen finnes ofte der kraftledningene trenger inn i epoksyen eller tetningsmassen ved den kalde sonen til varmeren.

Hva er resten egentlig
Magnesiumhydroksid kan dannes når vann kombineres med magnesiumoksid. Det ferdige stoffet ser slik ut:

Hvite pulveraktige avleiringer

Kritskorpeutvikling

Mineralrester tørker rundt terminaler

Denne resten er et veldig nyttig diagnostisk hint fordi det antyder at fuktighet har kommet dypt nok til å reagere kjemisk med selve MgO-isolasjonen.

Denne resten kombinert med uregelmessige isolasjonsmotstandsavlesninger er en god indikasjon på at det finnes innvendig fuktighetsforurensning.

Hvordan fuktighet kommer inn i varmeren
Det er flere typiske måter som fuktighet kan komme inn i MgO-isolerte varmeovner.

Terminalpakninger (skade)
Epoksytetninger som omgir strømledningene kan gradvis bli kompromittert av mekanisk påkjenning, vibrasjon eller varmesyklus.

Kondens ved stans
Varmeovner plassert på fuktige steder kan synke under omgivelsesduggpunktstemperaturer og intern kondensering kan forekomme.

Utilfredsstillende lagringsforhold
I fuktige varehus henter uenergiserte reservevarmere ofte opp fuktighet gjennom mikroskopiske defekter i tetningene over tid.

Termisk pust
Varmeapparatet er utsatt for ekspansjon og sammentrekning med gjentatte oppvarmings- og avkjølingssykluser. Denne termiske pusteeffekten kan suge fuktig luft jevnt innover over lengre perioder med bruk.

Langtidseffekter av ubehandlet fuktighet
Fuktforurensning kan virke reversibel i starten, men over tid vil fortsatt eksponering forårsake varig skade.

Når vann forblir inne i varmeren:

Korrosjon av indre motstandstråd akselererer

Oksidasjon påvirker elektriske kontakter

Den dielektriske styrken går stadig ned

Hyppigere jordfeilhendelser

Til slutt kan det utvikles kortslutninger

I avanserte faser brytes isolasjonen ned irreversibelt, og bake-out-prosesser gir ikke akseptable motstandsnivåer.

Forebygging
Flere vedlikeholdsmetoder kan bidra til å begrense potensialet for MgO-fuktighetsforurensning.

Isolasjonsmotstandstester – Rutinemessig
Rutinemessig megger-testing gir grunnlinjedata og hjelper til med å identifisere langsom nedbrytning før feil.

Lagring
Oppbevaring av reservevarmere bør være i:

Lufttørke innendørs

Forseglet emballasje etter behov

Kult, lav luftfuktighet, temperatur stabilt miljø

Periodisk re-energi
Noen systemer liker å holde ting litt oppvarmet når de går på tomgang for å forhindre at fuktighet bygger seg opp.

Inspiserer forseglingen
Kontroller regelmessig terminalpakninger for:

Sprekker

Endring av farge

Dannelse av rester

Mekanisk løsning

Tidlig utbedring av tetningsfeil kan unngå dypere fuktinntrenging.

Konklusjoner
En betydelig reduksjon i isolasjonsmotstand med hvite kalkholdige rester nær terminalpakningen er den karakteristiske signaturen til hydratisert MgO-isolasjon inne i en PTFE-varmer. I mange tilfeller, hvis den diagnostiseres tidlig, kan sykdommen rettes opp.

Hvis den elektriske lekkasjen er forårsaket av absorbert fuktighet, i stedet for brudd på hylsen, vil en god utbaking- returnere isolasjonsmotstanden til den opprinnelige tørrverdien. Men ubehandlet vil fuktforurensning skade den interne motstandsledningen og resultere i en permanent feil.

I varmeapparatdiagnostikk er en megger mye mer enn bare en elektrisk tester. På mange måter er det en fuktighetsmåler for den hemmelige indre tilstanden, sjelen, til selve varmeapparatet.