Sızdırmazlık ve Nem Yönetimi – Kriyojenik Kartuş Isıtıcılarda Gözden Kaçan Arıza Modu
Soğuk hava deposuna bir kartuş ısıtıcısı monte edilmiştir. Spesifikasyonlar doğrudur. Watt yoğunluğu uygundur. Malzemeler düşük sıcaklıklara uygundur. Ancak aylar sonra ısıtıcı arızalanıyor. Direnç teli sağlam. Kılıfta gözle görülür bir hasar görünmüyor. Arıza elektriksel - kaçak akım, toprak arızası veya izolasyon direncinin tamamen kaybıdır.
Suçlu neredeyse her zaman nemdir. Ultra-düşük sıcaklık uygulamalarında nem yönetimi yalnızca önemli değildir -, başarı ile başarısızlık arasındaki farktır. Yine de kartuş ısıtıcı spesifikasyonu ve kurulumunun en çok gözden kaçan yönlerinden biri olmaya devam ediyor.
Sorun havanın düşük sıcaklıklardaki temel davranışıyla başlıyor. Kriyojenik ekipman bakım için açıldığında veya sıcaklık döngüleri meydana geldiğinde çevredeki havadan gelen nem soğuk yüzeylerde yoğunlaşır. Bu yoğunlaşma en küçük boşluklara ve çatlaklara kadar yolunu bulur. Kuru ortamlar için son derece yeterli olan standart ısıtıcı contalar, elektriksel tehlikeler yaratan ve korozyonu hızlandıran su girişine izin verir.
Nem ısıtıcı gövdesine girdiğinde sonuçları ciddidir. -50 derecede, sıkışan su donar ve genişler. Bu genleşme, magnezyum oksit yalıtımını bölebilecek veya kılıfta mikro çatlaklara neden olabilecek iç basınç oluşturur. Isıtıcı daha sonra açıldığında ve ısındığında donmuş nem erir ve potansiyel olarak kaçak akıma veya topraklama arızalarına neden olan iletken yollar oluşturur. Donma ve çözülme döngüsü her termal döngüde tekrarlanır ve arıza oluşana kadar izolasyonun giderek bozulmasına neden olur.
Sonlandırma noktası en savunmasız alandır. Isıtıcı gövdesinden kablolara geçiş, nemin girebileceği birden fazla arayüz oluşturur. Standart silikon contalar -40 derecede sert ve kırılgan hale gelir. Çatlaklar gelişerek atmosferik nemin nüfuz etmesine izin verir. Özellikle kriyojenik görev için tasarlanmış düşük sıcaklıklı silikon bileşikleri veya seramik contalar, tüm sıcaklık aralığında esnekliği ve sızdırmazlık bütünlüğünü korur.
Birinci sınıf üreticiler nemle ilgili endişeleri birden fazla stratejiyle ele alıyor. Cam-metale-ya da seramik yapılar kullanılarak yapılan hermetik sızdırmazlık, nem girişini tamamen önler. Dahili nem alıcılar cihaz içerisinde oluşabilecek yoğuşmayı emer. Vakumlu-doldurma prosedürleri, üretim sırasında nemin birikebileceği boşlukları ortadan kaldırır. 120 ila 150 santigrat derece sıcaklıkta-imalat sonrası pişirme-işlemleri, nakliyeden önce tüm kalan nemin giderilmesini sağlar.
Magnezyum oksit yalıtımının kalitesi çok önemli bir rol oynar. Yüksek-saflıkta magnezyum oksit mükemmel ısı iletimi ve elektriksel izolasyon sağlar, ancak higroskopiktir - ve havadaki nemi emebilir. Üretim, depolama veya kurulum sırasında emilen nem, dielektrik özelliklerini tehlikeye atar. Birinci sınıf üreticiler, yoğuşmanın toplanabileceği boşlukları ortadan kaldıran dövme işlemleriyle sıkıştırılmış yüksek-yoğunluklu magnezyum oksit kullanır.
Kurulum uygulamaları nemle-ilişkili arızaları önemli ölçüde etkiler. Kartuş ısıtıcılar, kurulum anına kadar nem çekici içeren kapalı kaplarda saklanmalıdır. Paketlerin açılması, izolasyonun hiçbir zaman tamamen giderilemeyecek atmosferik neme zamanından önce maruz kalmasına neden olur. Sonlandırma, kurulum sırasında mümkün olduğu kadar kuru tutulmalı ve nemin kurşun tel giriş noktasına girmesini önlemeye özen gösterilmelidir.
Bazı spesifikasyonlar, ısıtıcının bir kısmının montaj deliğinin ({0}} tipik olarak 5 milimetre veya daha fazla ötesine uzanmasını gerektirir. Bu uygulama sonlandırmayı soğuk bölgeden uzak tutarak yoğuşma riskini azaltır. Düşük sıcaklıktaki hizmet için kurşun kabloların kendileri belirtilmelidir-. PVC yalıtımı kırılgan hale gelir ve başarısız olur. Teflonlu veya silikonlu fiberglas -50 derecede bile dielektrik özelliklerini ve esnekliğini korur.
Deneyimler, nemle-ilişkili birçok arızanın, yetersiz sonlandırma yalıtımından kaynaklandığını göstermektedir. Isıtıcının yalnızca düşük sıcaklıklarda kullanılması nedeniyle standart sonlandırmanın işe yarayacağı varsayımı, soğuk ve sıcak koşullar arasındaki sıcaklık döngüsünün, standart contaların baş edemeyeceği yoğuşma yarattığı gerçeğini gözden kaçırır. -50 derecelik tek-başlı bir elektrikli ısıtma borusu, genel amaçlı tasarımlardan alınan bir sonlandırma değil, özellikle kriyojenik görev için tasarlanmış bir sonlandırma gerektirir.
Nem girişinin özellikle endişe verici olduğu uygulamalar için - gıda işleme, ilaç depolama, hava koşullarına maruz kalan dış mekan ekipmanları - hermetik sızdırmazlık isteğe bağlı olmaktan ziyade zorunlu olarak değerlendirilmelidir. Yalıtımlı yapının ek maliyeti, erken arıza, üretim kesintisi ve değiştirme işçiliğinin maliyetiyle karşılaştırıldığında küçüktür.
