Kif il-Ħxuna tal-Ħitan tal-Għatta tal-Azzar Stainless 316 Taffettwa l-Mogħdija tal-Kurrent tat-Tnixxija Elettrika u d-Degradazzjoni tar-Reżistenza tal-Insulazzjoni f'Ambjenti ta 'Umdità Għolja-?

L-ispetturi tas-sigurtà elettrika u l-inġiniera tal-assigurazzjoni tal-kwalità li jaħdmu ma 'ħiters ta' immersjoni elettriċi f'applikazzjonijiet ta 'barra, ipproċessar tal-ikel u manifattura farmaċewtika huma dejjem imħassba dwar id-degradazzjoni tar-reżistenza tal-insulazzjoni f'ambjenti ta' umdità għolja. L-insulazzjoni tal-ossidu tal-manjeżju madwar il-wajer tar-reżistenza hija igroskopika, li jfisser li tieħu umdità mill-arja meta l-heater ma jkunx enerġizzat jekk l-għant ma jkunx issiġillat kompletament. L-umdità assorbita tnaqqas ir-reżistenza iżolanti. Dan jikkawża tnixxija ta' kurrent li jiċċirkola li jista' jqabbad is-sistemi ta' prevenzjoni ta' ħsara fl-art u, f'sitwazzjonijiet estremi, jikkawża perikli ta' xokk elettriku. Il-ħxuna tal-ħajt tal-materjal tal-għant ta 'l-istainless steel 316 taffettwa kemm ir-rata ta' intrużjoni ta 'umdità kif ukoll it-tul tal-kanal elettriku għal kurrent ta' tnixxija. Dan l-artikolu jevalwa l-ħxuna tal-ħajt tal-għant, id-diffużjoni tal-umdità u r-relazzjonijiet tad-degradazzjoni tar-reżistenza tal-insulazzjoni u jipprovdi suġġerimenti ta 'għażla għal servizz ta' umdità għolja.

Diffużjoni ta 'l-umdità permezz ta' għantijiet 316SS u siġilli tat-tarf
Il-fwar ta 'l-ilma jista' jinfirex mill-ħajt ta 'l-għant ta' l-istainless steel 316 jew permezz tas-siġilli tat-tarf fejn il-wajer tar-reżistenza joħroġ mill-għant, u b'hekk jgħaddi l-insulazzjoni MgO. Il-permeabilità tal-istainless steel 316 għall-fwar tal-ilma hija baxxa ħafna, iżda mhux żero. Ir-rata ta ' penetrazzjoni tal-fwar ta ' l-ilma fi stat stabbli permezz ta ' 1.0 mm ħoxna 316 f'40 grad u 100% umdità relattiva hija madwar 0.001 g/m2/jum. Dan ikun inqas minn 0.4 grammi ta 'ilma mxerred għal kull metru kwadru ta' wiċċ għant f'sena waħda, li huwa negliġibbli għal daqsijiet normali tal-heater. Il-mekkaniżmu ewlieni ta 'infiltrazzjoni għall-umdità huwa permezz ta' pori mikroskopiċi fis-siġilli tat-tarf, partikolarment fil-kuntatt bejn l-għant, l-MgO, u ż-żibeġ terminali taċ-ċeramika. Għal għantijiet b'ħitan irqaq taħt 1.0 mm il-konformità mekkanika tal-għant tippermetti d-deformazzjoni minuri waqt iċ-ċikliżmu termali li tiftaħ u tagħlaq il-lakuni fit-tarf tas-siġilli li tippompja arja niedja fil-MgO. Madankollu, l-ebusija akbar tagħhom tipprojbixxi din l-azzjoni tal-ippumpjar għal għantijiet ħoxnin-ħitan 'il fuq minn 1.8 mm, u jonqsu r-rati ta' intrużjoni tal-umdità b'fattur ta '5 sa 10. Għalhekk l-influwenza tal-ħxuna tal-ħajt fuq id-dħul tal-umdità hija indiretta, iżda importanti: ħitan eħxen iżommu aħjar l-integrità tas-siġill tat-tarf taħt iċ-ċiklu termali.

Ħxuna tal-ħajt tal-għant u Tul tal-Paxx tal-kurrent tat-tnixxija
Ladarba l-umdità tippenetra l-MgO, ir-reżistenza iżolanti tonqos minħabba li l-molekuli tal-ilma joħolqu kanali konduttivi tul il-wiċċ tal-ħbub MgO. Il-kurrent ta 'tnixxija elettrika mill-wajer tar-reżistenza għall-għant 316 ertjat kien iggwidat b'mod radjali permezz tas-saff MgO. Ir-reżistenza ta 'din il-mogħdija hija R=rho x ln(r2/r1) / (2 pi L) fejn rho hija r-reżistenza tal-MgO niedja, r2 u r1 huma r-raġġi ta' barra u ta 'ġewwa tas-saff ta' MgO u L huwa t-tul imsaħħan. Iż-żieda tal-ħxuna tal-ħajt tal-għant fil-fatt tnaqqas il-ħxuna tas-saff MgO għal ċertu dijametru tal-għant ta 'barra u dijametru tal-wajer tar-reżistenza fissa peress li l-għant jieħu aktar mill-ispazju radjali. Ħajt eħxen huwa ugwali għal inqas MgO bejn il-wajer u l-għant. Din id-distanza radjali iżgħar twassal għal reżistenza ta 'insulazzjoni aktar baxxa għal kontenut ta' umdità partikolari u b'hekk taggrava l-problemi tal-kurrent ta 'tnixxija. Pereżempju, ikkunsidra għant b'dijametru ta 'barra ta' 10 mm b'wajer ta 'reżistenza ta' dijametru ta '3 mm. Il-ħxuna tas-saff MgO hija 10 - 2×{1.0 - 3=5 mm, filwaqt li l-ħxuna tal-ħajt hija 1.0 mm. Bi ħxuna tal-ħajt ta '2.0 mm, il-ħxuna tas-saff ta' MgO hija 10 - 4 - 3=3 mm. Is-saff MgO irqaq inaqqas ir-reżistenza tal-insulazzjoni radjali b'madwar 40% għall-istess resistività MgO. Għalhekk, għantijiet ħoxnin-ħitan huma aktar vulnerabbli għal reżistenza baxxa ta 'insulazzjoni f'każ ta' infiltrazzjoni ta 'umdità peress li hemm inqas MgO biex jostakola l-kanal tal-kurrent tat-tnixxija.

Ħxuna Kritika tal-Ħajt għall-Integrità tas-Siġill tat-Tmiem
It-tabella li ġejja tagħti 316 ħxuna tal-ħajt tal-għant suġġeriti għal ħiters ta 'immersjoni elettriċi għal sitwazzjonijiet ta' umdità għolja skont il-frekwenza taċ-ċiklu termali antiċipat u r-reżistenza ta 'insulazzjoni meħtieġa wara ħażna estiża jew ħin inattiv. Il-valuri jassumu kostruzzjoni tipika tas-siġill tat-tarf bi żibeġ taċ-ċeramika u siġilli epossidiċi jew tas-silikon.

Umdità Ambjent Mistenni Numru ta 'Ċikli Termali Fis-Sena Minimu Rakkomandat 316 Ħxuna tal-ħajt Rakkomandat Massimu 316 Ħxuna tal-ħajt Reżistenza ta' iżolazzjoni mistennija Wara Sena f'Umdità GħoljaPenetrazzjoni ta' umdità 2. Mekkaniżmi Dominanti
Umdità għolja okkażjonali (inqas minn 50 % tal-ħin) Taħt 100 0.8 mm 1.6 mm Aktar minn 100 megaohm Diffużjoni tas-siġill tat-tarf
Umdità għolja kontinwament (80-100% RH)Inqas minn 100 1.0 mm 2.0 mm 50 - 200 megohms Siġill tat-tarf tad-diffużjoni
Umdità għolja kostanti b'ċiklu termali ta' kuljum 200 – 500 1.4 mm 2.5 mm 10 – 100 megaohms Ippumpjar termali fis-siġilli tat-tarf
Umdità tal-kondensazzjoni (ħasil frekwenti jew nida) 100 – 300 1.6 mm 2.5 mm 5 – 50 megaohms Ippumpjar termali u dħul dirett
Umdità Kompressjoni Pressjoni ĦasilKull 2.0 mm 2.5 mm 1 – 20 megaohms Siġill ermetiku meħtieġ, dħul dirett għall-ilma
Any humidity Heater always on Any 0.8 mm 2.5 mm >1,000 megaohms Is-sħana tneħħi l-umdità; ebda deterjorazzjoni
Madankollu, għant ta '316 ta' 1.6 mm jew eħxen huwa rakkomandat għal applikazzjonijiet b'umdità għolja kontinwa u ċikli ta 'temperatura frekwenti, anke jekk il-ħxuna tas-saff ta' MgO titbaxxa. Il-vantaġġ tal-integrità tas-siġill tat-tarf jegħleb l-iżvantaġġ tat-tul imnaqqas tar-rotta tat-tnixxija. F'dawn l-issettjar l-inġiniera għandhom jispeċifikaw ukoll disinn ta' siġill tat-tarf reżistenti għall-umdità, eż. siġill ermetiku tal-ħġieġ-għall--metall jew barriera epoxy doppja b'kamra tat-tnixxif intermedjarja.

Tibdil tad-Disinn għat-Titjib tar-Reżistenza tal-Insulazzjoni ta'-Għatijiet b'ħitan
F'kundizzjonijiet ta'-umdità għolja fejn-għant 316 b'ħitan irqiq<1.2 mm is generally employed for thermal response reasons, three design adjustments exist for maintaining insulation resistance. The first is to apply a moisture barrier coating over the whole sheath and end seal assembly. A conformal coating of parylene or silicone, 50 to 100 microns thick, reduces moisture intrusion by a factor of 10 to 50. The second change is the fitting of a low wattage stand-by heater circuit to maintain the sheath temperature at 50-60 deg C when idling. This keeps the MgO heated enough to avoid condensation of moisture and chases off any water that has been absorbed. Normally the power required is 5-10% of the full heater rating. The third change is the addition of a desiccant filled breather vent to the terminal housing. The desiccant takes moisture before it can get to the end seals. A color-indicating desiccant will change colour when saturated, so that it may be seen inspected and replaced in a timely manner. For essential applications where insulation resistance below 1 megohm can pose a safety threat, engineers should design a heater-service-rated ground fault circuit interrupter. If the MgO insulation has decayed, this provides some protection if there is a leakage over 5-30 mA the GFCI trips. When ordering heaters for high humidity locations, always obtain the insulation resistance test results after 48 hours exposure to 95% relative humidity at 40°C. Most industrial uses call for a heater that will hold 10 megohms or higher under these conditions. If the heater is below 1 megohm it may need more sealing or a different wall thickness.