Зашто би требало да избегавате коришћење металних обујмица за црева директно на хладном делу ПФА грејача у влажним срединама?

Хладни део ПФА грејача, тј. област изнад линије течности где полимерни омотач покрива електрични завршетак, изгледа механички здрав и отпоран на утицај околине. Али у влажним условима, металне стезаљке за црева затегнуте директно на овом хладном сегменту дају предвиђену секвенцу квара. Стезаљка врши локализовану притисну силу на ПФА, која показује вискоеластично пузање на собној температури. ПФА тече из стезаљке током недеља до месеци, смањујући силу стезања и стварајући мали зазор. Влажан ваздух улази у овај отвор и кондензује се на хладнијем металном крају унутра. Влага ухваћена у изолацији доводи до електричног праћења, смањења отпора изолације и на крају проблема са земљом. Метода неуспеха је суптилна. Грејач ради редовно све док струја цурења не пређе праг окидања, много месеци након што је стезаљка постављена.

Механика релаксације пузања и формирања јаза
ПФА има модул затезања од око 600–800 МПа на 20–40 степени, али значајно пузи под континуираним притиском на притисак. Конвенционална обујмица црева са пужним{5}}притегнутим обртним моментом од 2–3 Н·м врши контактни притисак од 5–10 МПа на површину ПФА, што је знатно изнад дуготрајне{10}}компресијске чврстоће полимера. Примарно пузање ПФА испод траке стезаљке јавља се током прва 24 х након постављања стезаљке и резултира губитком дебљине од 0,1 до 0,3 мм. Накнадно секундарно пузање, спорије, дешава се 500 до 1000 сати (3 до 6 недеља) што доводи до смањења укупне дебљине од 0,3 до 0,8 мм, у зависности од температуре и влажности. Ово пузање није реверзибилно. Стезна трака је од нерђајућег челика или поцинкованог угљеничног челика и неће пузати. Ово доводи до губитка силе стезања. Стезаљка, која је првобитно била затегнута да би се обезбедила водоотпорна заптивка, постаје довољно лабава да се слободно креће по ПФА омотачу након 2-4 месеца влажне употребе.

Размак испод стезаљке није уједначен. Максимално пузање се јавља у близини ивица траке стезаљке, стварајући конусни зазор који функционише као капиларни фитиљ. Термички циклус (хладно подручје се загрева када мотор ради и хлади када не ради) усисава влажан ваздух у овај зазор и таложи влагу. Један циклус од 24 сата од 80% релативне влажности на 30 степени са грејачем укљученим током 8 сати може довести 0,5–1,0 милиграма воде у празнину. У више од 100 циклуса, влага се акумулира на електричним контактима у хладном подручју. Сам ПФА омотач је непропустан у хладном делу (температуре < 60 степени), међутим размак испод стеге омогућава директан пут око полимерне баријере.

Електрично праћење и квар изолације
Електрохемијско праћење почиње када влага пређе стезаљку (која може бити уземљена ако додирне резервоар) до унутрашњег металног завршетка. Струја цурења тече кроз филм од влаге када је присутан напон (120-480 ВАЦ). Чак и ако је струја цурења континуирана на 0,5 мА, то доводи до локализованог загревања које карбонизира органске загађиваче на површини ПФА. Карбонизоване руте имају мањи отпор, па се струја повећава и процес се убрзава. Отпор изолације између грејног елемента и тла опада са > 1.000 МΩ на < 10 МΩ након 200 до 500 сати од првог продора влаге. Прекидач струјног кола (ГФЦИ) искључује се при цурењу од 5-30 мА, искључујући струју грејача. У објектима који нису заштићени ГФЦИ, струја цурења може трајати све док метална стезаљка или терминал не кородирају до тачке да се створи отворени круг или опасност од пожара.

Проблем је најтежи у постројењима за галванизацију и хемијску прераду где је влажност околине преко 70% и преовлађују соли у ваздуху или кисела магла. Премошћивање влаге до металног завршетка убрзава корозију металног завршетка од стране хлоридних јона из суседних купатила. Сама обујмица од нерђајућег челика неће кородирати, али бакарни или никлови терминали унутар хладног простора ће брзо кородирати у присуству влаге-напуњене хлоридима. Испитивање грејача који су покварили овај механизам увек показује зелене бакарне продукте корозије на крају и белу или браон талог на унутрашњој површини ПФА испод места стезаљке-директан доказ инфилтрације влаге на месту стезаљке.

Алтернативе методи директног монтирања металних стезаљки Механичка сигурност Поузданост заптивке од влаге Погодност за влажна окружења
Метална обујмица за црево право на ПФА Умерено (почетно) Лоше (пуца након пузања) Није прикладно
Трака, ПФА/ПТЕЕ-обложена металним стезаљкама Умерено (мање пузање) Умерено (облога смањује, али не елиминише зазор) Маргинално; проверавати квартално.
Стезаљка (ПВДФ или ПФА) пластична Умерено (ниско пузање на ПФА) Умерено (пластика-на-пластици ће смањити капиларно скупљање) Умерена влажност
Compression fitting with elastomeric seal (e.g., EPDM or FKM)HighExcellent (seal accommodates creep)Recommended for >70% РХ
Термоскупљајућа цијев преко стезаљке, обложена лепком Низак (само заптивање) Добро (прво) Термоскупљајуће се пузи, временом губи заптивку
ПФА пртљажник обликован или завршни слој преливен. Високо одличан (није потребно механичко стезање) Најбоље за високу влажност и прање
Стезаљка од нерђајућег челика са силиконским јастуком (2 мм) Високо Добро (30-50% компресије јастучића, апсорпција пузања) Препоручено; мењати јастучић годишње
Најбоље праксе за инсталацију у влажним условима
Ако ПФА грејач треба да се стави на влажност ваздуха већу од 60% више од 1000 сати годишње, спецификација треба да ограничи директне металне стезаљке црева на хладном делу ПФА грејача. Обликована ПФА прирубница или компресиони спој који распоређује оптерећење на велику површину (минимално 20 мм ширине) и користи еластомерну заптивку (ФКМ или ЕПДМ) која одржава компресију упркос ПФА пузању је пожељан начин причвршћивања конзола или потпорних кракова. Три ублажавања смањују вероватноћу квара ако је спона неизбежна. Ставите јастук од силиконске гуме дебљине 1-2 мм испод целе ширине траке стезаљке. Еластични опоравак јастучића (60–80% компресије) компензује пузање ПФА током 12–18 месеци. Друго, пре него што причврстите подлогу, нанесите мали слој диелектричне масти (на бази силикона{15}}) на површину ПФА; маст затвара микроскопске пукотине и спречава упијање влаге. Треће, након затезања, запечатите ивице стезних трака РТВ силиконом-отврдњавајућим од влаге да бисте обезбедили секундарну баријеру против уласка влажног ваздуха. Ниједно од ових ублажавања није тако добро као једноставно уклањање металне стезаљке. За нове спецификације грејача наведите интегрално обликоване монтажне конзоле или прирубнице које елиминишу било какво причвршћење на хладном делу. Инкрементални трошак обликованог држача (20-50) је истривијалан у поређењу са грешком цостофагроунда која затвара процесну линију за четири сата (20-50)истривијалан у поређењу са кваром цостофагроунда који затвара процесну линију за четири сата (2,000).

Закључак: Комбиноване стеге за пузање и влажност
Металне стезаљке црева у контакту са хладним делом ПФА грејача покваре се у влажним условима када ПФА клизи под сталном компресијом остављајући празнину која одводи влагу до електричног завршетка. Дијагноза је незгодна, јер се квар обично јавља 3-12 месеци након инсталације. Оператер ће обично заменити грејач без дијагностицирања стезаљке јер ће уследити основни разлог и низ кварова. Решење је да се специфицира монтажа-без стезаљки са обликованим прирубницама, компресионим спојницама са еластомерним заптивкама или пластичним стезаљкама које опонашају пузање ПФА. Док се век трајања постојеће инсталације може продужити заменом металних стезаљки са стезаљкама обложеним силиконом{11}}и заптивање ивица, ризик није елиминисан. На било којој локацији где је релативна влажност константно изнад 70%, било коју стезаљку на хладном делу треба посматрати као привремену арматуру коју треба заменити сваких 12 месеци, без обзира на њено стање. Најбоље дугорочно-решење је да произвођач грејача испоручи интегрално обликоване монтажне карактеристике тако да нису потребне стезаљке које се постављају на терену.