Може ли ПФА грејач са металном мрежом уграђеном у спољашњи слој обезбедити{0}}откривање квара без откривања метала?

Уобичајени метод откривања кварова на земљи на ПФА грејачима је мерење струје цурења од грејног елемента до процесне течности. Ако је ПФА омотач напукао или пропустљив, течност се сусреће са металним језгром и формира се проводни пут. Међутим, у тренутку када се то догоди, грејач је већ озбиљно оштећен. Грешке се могу открити раније без излагања голог метала корозивном процесу коришћењем ПФА грејача са металном мрежом имплантираном у спољни слој (између два ПФА слоја). Мрежа је обично од нерђајућег челика или никла и повезана је са монитором квара на уземљење. Када је спољни ПФА слој сломљен (обрбан, хемијски нападнут или напукнут), процесна течност долази у контакт са уграђеном мрежом довршавајући круг до земље и изазивајући упозорење или искључење. Унутрашњи ПФА слој остаје на месту, тако да метално језгро не долази у контакт са кадом и не контаминира га. Ово подешавање омогућава откривање пропадања омотача док главна баријера (унутрашња ПФА) остаје потпуно функционална. Поуздано детектује механичка оштећења, абразију и хемијски напад, али не детектује пенетрацију (молекуларна дифузија кроз нетакнуту ПФА).

Принцип конструкције и детекције
Грејач има трослојну структуру: унутрашња ПФА (1,0-1,5 мм) преко металног језгра, проводљива мрежа (0,1-0,3 мм дебљине, 50-80% отворене површине) и спољашња ПФА (0,3-0,5 мм) преко мреже. Мрежа је повезана са монитором квара на земљи (наменски или обичан ГФЦИ са нижим прагом, 1–5 мА). Током нормалног рада, мрежа је изолована од процесне течности спољним ПФА. Мрежа лебди на земљи (или референтном напону). Ако је спољни слој пробијен – огреботина, хабање или пукотина – проводљива течност додирује мрежу. Струја цурења (обично 0,5-5мА) пролази од грејног елемента (120-480ВАЦ) кроз унутрашњи ПФА (капацитивна спојница или недостатак) кроз мрежу до уземљења. Монитор види ову струју и или искључује грејач или се огласи алармом. Унутрашњи ПФА слој остаје на месту и процесна течност не додирује метално језгро. Грејач се може заменити пре него што дође до катастрофалног квара или контаминације купатила.

Мрежа треба да буде конструисана тако да се не формира капацитивни пут спајања који може да генерише лажна окидања. За грејач од 1 м² са мрежицом од нерђајућег челика (50% покривености), капацитивност између грејног елемента и мреже је реда величине 50-200 пФ. Капацитивна струја цурења је 0,5-2 μА на 60 Хз, што је много испод уобичајених прагова искључења (1-5 мА). Лажна окидања кроз капацитивну спрегу нису проблем. Међутим, мрежа мора бити електрично изолована од металног језгра. Сваки директан контакт ствара трајни земљоспој. Током производње, унутрашњи ПФА слој мора бити без рупица и мрежа мора бити постављена без пробијања унутрашњег слоја.

Успех откривања режима квара
Режим грешке Спољашњи ПФА ФаилуреУнутрашњи ПФА кршење ?Могућност детекције мреже? Временска предност у односу на конвенционални ГФЦИ
Абразија (спољни слој истрошен) Да Не Да Месеци до године
Греба алатом или детритусом Да Не Да Месеци до године
Хемијски напад (пропадање површине) Да (с временом) Не (у почетку) Да Недеље до месеци
Термичко пуцање (циклирање) Да (ширење пукотине ка споља) Још не Да Недеље до месеци
Оштећење од ударца (динг) Да (ако је спољашње оштећено) Не ​​Можда месеци
Пермеација (молекуларна дифузија) Не (интегритет) Не Не (без контакта са течношћу) Нема (исто као подразумевано)
Рупа у два слоја (дефект у производњи) Да Да Да (али језгро је изложено) Нема (стари ГФЦИ се активира у исто време)
Пукотина у унутрашњем слоју (спољашњи фини) Не Да Не (течност долази до језгра, а не мрежа) Нема (конвенционални ГФЦИ открива изложеност језгра)
Перформансе на терену и ограничења
Експерименти на терену са ПФА грејачима уграђеним са мрежом у абразивној суспензији (силика песак, 2 м/с, 80 степени) током 2 године резултирали су током испитивања 12 од 50 грејача је имало пробој спољашњег слоја (потврђено смањењем отпора изолације између мреже и тла). Унутрашњи слој ПФА је био нетакнут у свих 12 случајева. Мрежасти детектор би се искључио 1-2 сата након што је спољашњи слој пробијен, али стандардни ГФЦИ (који открива цурење из језгра) не би, јер је језгро и даље било изоловано. Просечна преостала унутрашња дебљина ПФА у стању приправности била је 1,1-1,4 мм (почевши од 1,5 мм) - остало је много баријере. Без мреже, ови грејачи би били активни све до пробоја унутрашњег слоја (процењује се 3-9 месеци касније) када би дошло до контаминације купатила. Мрежа је упозоравала 3-9 месеци унапред.

У хемијској употреби (30% ХЦл, 90 степени) пет грејача је дошло до пуцања спољашњег слоја услед термичког циклуса. Мрежа је била способна да детектује свих пет у 1-2 циклуса након појаве пукотине. Стандардни ГФЦИ се не би откачио све док се пукотина није проширила у унутрашњи слој (20 до 50 циклуса касније). Мрежа је поново дала добро рано упозорење. Као што се очекивало, мрежа није примећена кварови у пермеацији (молекуларна дифузија киселине кроз интактни ПФА). За апликације где је пермеација главни начин квара (нпр. концентрисана ХФ на високој температури) мрежа нуди малу предност.

Инсталација и надзор
Мрежи је потребна сопствена електрична веза – трећа жица у каблу грејача (поред линије, нуле и уземљења језгра). Желите да мрежасто тло буде одвојено од темељног тла како не би дошло до забуне. Стандардна пракса је повезивање мреже са монитором, а монитора са уземљењем система.

Мрежа додаје 15-30% на цену грејача.