Vlhkosť – tichý zabijak nízkoteplotných ohrievačov kaziet-
Ohrievač kazety zlyhá. Odporový drôt je neporušený. Plášť nevykazuje žiadne známky prehriatia. Ohrievač však už nefunguje. Na vine je neviditeľná-vlhkosť, ktorá vnikla do ohrievača, zamrzla, expandovala a zničila vnútornú izoláciu.
Ako sa vlhkosť dostáva dovnútra
Vlhkosť sa do ohrievačov kaziet dostáva niekoľkými cestami. Najbežnejší je cez koncovku-v bode, kde elektrické káble vstupujú do telesa ohrievača. Štandardné koncovky sú navrhnuté pre prevádzku-pri izbovej teplote. Pri teplotách medzi -40 stupňami a prevádzkovými podmienkami nemusia poskytovať dostatočné utesnenie.
Počas vykurovacích cyklov sa ohrievač zahrieva. Vzduch vo vnútri ohrievača expanduje a uniká mikroskopickými medzerami. Keď ohrievač vychladne, nasáva vonkajší vzduch. Ak tento vzduch obsahuje vlhkosť-a v chladnom prostredí to takmer vždy-vlhkosť kondenzuje vo vnútri ohrievača.
Akonáhle je vnútri, vlhkosť zamrzne pri -40 stupňoch. Voda pri zamrznutí expanduje približne o 9 %. Táto expanzia vytvára tlak vo vnútri ohrievača, ktorý môže prasknúť izoláciu oxidu horečnatého, zlomiť odporový drôt alebo roztrhnúť plášť.
Kondenzačný cyklus
Problém je horší ako jednoduché prenikanie vlhkosti. Každý tepelný cyklus pumpuje do ohrievača viac vlhkosti. Ohrievač funguje ako dýchacie zariadenie-, ktoré za horúca vytláča vzduch a za studena nasáva vlhký vzduch. V priebehu času môže nahromadená vlhkosť nasýtiť izoláciu oxidu horečnatého, zničiť jej dielektrické vlastnosti a spôsobiť elektrické skraty.
Pri kryogénnych aplikáciách v blízkosti teplôt tekutého dusíka (-196 stupňov ) sa problém ešte viac zväčšuje. Akákoľvek vlhkosť zachytená vo vnútri ohrievača zamrzne a expanduje dostatočnou silou, aby spôsobila mikrotrhliny v plášti.
Tesniace riešenia
Prémiové ohrievače kaziet riešia vlhkosť prostredníctvom viacerých stratégií tesnenia.
Swaged konštrukcia stláča prášok oxidu horečnatého, aby sa odstránili vnútorné medzery, kde by sa mohla hromadiť vlhkosť. Izolácia s vysokou-hustotou neponecháva priestor pre vzduch ani vodu.
Tesnenie ukončenia je rovnako dôležité. Elastomérové puzdrá pritlačené k telesu ohrievača vytvárajú mechanicky spojené tesnenie, ktoré v podstate zabraňuje prenikaniu vlhkosti. Niektoré návrhy používajú keramické-na-spájanie kovov alebo špeciálne epoxidové zlúčeniny určené pre kryogénnu prevádzku.
Zvárané koncové kotúče, vyrobené z rovnakého materiálu ako plášť, poskytujú pozitívne utesnenie proti vlhkosti a iným nečistotám na opačnom konci ohrievača.
Úvahy o olovenom drôte
Samotné olovené vodiče môžu byť zdrojom problémov s vlhkosťou. Štandardná PVC izolácia sa stáva krehkou a praská pri -40 stupňoch, čím vytvára cesty pre vstup vlhkosti. Silikónová alebo teflónová izolácia zostáva flexibilná pri nízkych teplotách a zachováva si svoje dielektrické vlastnosti.
Koncovka musí byť utesnená, aby sa zabránilo hromadeniu kondenzátu, keď ohrievač prechádza medzi studeným a teplým. Pri nízkoteplotných inštaláciách môže nevyhrievaná časť na konci vodiča-zvyčajne 5 až 10 milimetrov v štandardných ohrievačoch- vyžadovať predĺženie na 25 až 50 milimetrov, aby sa bod pripojenia udržal nad rosným bodom.
Výrobné postupy
Kvalitní výrobcovia používajú operácie vákuového{0}}plnenia na odstránenie vzduchových medzier, kde by sa mohla hromadiť vlhkosť. Postupy vypálenia-po výrobe zaistia, že sa pred odoslaním odstráni všetka zvyšná vlhkosť.
Tieto procesy zvyšujú náklady, ale sú nevyhnutné pre spoľahlivú prevádzku v chladnom prostredí. Kazetový ohrievač s hustotou 5-7 W/cm² watt pre všeobecné nízkoteplotné aplikácie bude fungovať podľa očakávania iba vtedy, ak vnútorná izolácia zostane suchá počas celej svojej životnosti.
Praktický návod
Riadenie vlhkosti v nízkoteplotných ohrievačoch kaziet nie je voliteľné,-je nevyhnutné. Ukončenie musí byť riadne zapečatené. Vodiče musia zostať flexibilné pri teplote -40 stupňov. Vnútorná izolácia musí byť zhutnená, aby sa odstránili medzery. A výrobný proces musí zabezpečiť, aby pred odoslaním ohrievača nezostala vo vnútri žiadna vlhkosť.
Rôzne aplikácie predstavujú rôzne problémy s vlhkosťou. Ohrievač v suchom chladiarenskom zariadení čelí iným podmienkam ako ten, ktorý je vystavený vonkajšiemu počasiu. Správna špecifikácia vyžaduje pochopenie špecifického prostredia a výber ohrievača určeného pre tieto podmienky.
