อะไรทำให้เกิดการกัดกร่อนของแกนโลหะภายในในเครื่องทำความร้อน PTFE และตรวจพบได้อย่างไร

ปลอก PTFE อยู่ในสภาพสมบูรณ์ แต่ฮีตเตอร์มีกระแสไฟฟ้ารั่วลงกราวด์และไม่ทำงาน ข้างใน บางทีรูเข็มขนาดจิ๋วกำลังกัดกรดอย่างช้าๆ ผ่านสแตนเลสหรือแกนทองแดง การกัดกร่อนภายในนี้เป็นโหมดความล้มเหลวแบบซ่อนตัวของเครื่องทำความร้อนแบบจุ่ม PTFE ซึ่งมักลุกลามโดยไม่สังเกตเห็นจนกระทั่งเกิดไฟฟ้าขัดข้อง

กลไกการกัดกร่อนของแกนโลหะด้านในของเครื่องทำความร้อน PTFE
การตรวจจับการกัดกร่อนของแกนโลหะภายในของเครื่องทำความร้อน PTFE เป็นเรื่องยากซึ่งเริ่มต้นจากข้อผิดพลาดเล็กน้อยในปลอก PTFE ข้อบกพร่องนี้อาจเป็นข้อบกพร่องจากการผลิต การบาดเจ็บทางกล หรือการย่อยสลายทางเคมีในระยะยาวที่จุดความเครียด

เมื่อรูเข็มหรือรอยแตกขนาดเล็กเกิดขึ้น ของเหลวในกระบวนการร้อน ซึ่งโดยทั่วไปจะเป็นกรดหรือด่าง ขึ้นอยู่กับการใช้งาน จะถูกดูดเข้าไปในระบบฉนวน ของเหลวถูกขนส่งโดยการกระทำของเส้นเลือดฝอยตามส่วนเชื่อมต่อระหว่างปลอก PTFE และแกนโลหะภายใน

ตัว PTFE เองมีความทนทานต่อสารเคมีและไม่ถูกกรดส่วนใหญ่เปียก อย่างไรก็ตาม บริเวณที่สัมผัสสามารถเป็นท่อทางเข้าที่ซ่อนอยู่ได้ การกัดกร่อนเริ่มเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วทันทีที่สัมผัสกับแกนโลหะ

ขั้นตอนของกระบวนการกัดกร่อนตามปกติมีดังนี้:

การเข้าของกรดผ่านการแตกของฝักเล็กน้อย

ไหลที่พื้นผิวแกนกลาง

การกัดกร่อนเฉพาะจุดของตัวนำทองแดงหรือเหล็กกล้าไร้สนิม

การเตรียมโลหะออกไซด์และเกลือ

การขยายตัวทำให้เกิดความตึงเครียดบนชั้น PTFE โดยรอบ

การสะสม-ผลิตภัณฑ์ที่มีการกัดกร่อนอาจทำให้ปริมาตรภายในเพิ่มขึ้นและการแพร่กระจายของการแตกร้าวเพิ่มเติมในปลอก PTFE ทำให้เกิดความล้มเหลวอย่างรวดเร็ว

สัญญาณไฟฟ้าขัดข้องและการมองเห็น
โดยทั่วไปการตรวจสอบทางไฟฟ้าช่วยให้สามารถวินิจฉัยการกัดกร่อนภายในได้ตั้งแต่เนิ่นๆ แทนที่จะประเมินด้วยสายตา

ตัวบ่งชี้ที่สำคัญคือกระแสไฟรั่วของดินที่เพิ่มขึ้น เมื่อระบบฉนวนมีอายุมากขึ้น เส้นทางการนำไฟฟ้าบางส่วนระหว่างองค์ประกอบความร้อนและดินอาจก่อตัวขึ้น ซึ่งมักจะเกี่ยวข้องกับการลดลงอย่างช้าๆของความต้านทานของฉนวน

ผลลัพธ์ที่ต้องการของการทดสอบความต้านทานของฉนวนแบบเดิม (การทดสอบเมกเกอร์) ที่ดำเนินการที่ 500 VDC ควรมีค่ามากกว่า 10 MΩ บนเครื่องทำความร้อนที่ดี บ่อยครั้งสัญญาณเตือนที่ตรวจพบได้ครั้งแรกของการเสื่อมสภาพภายในมักมีแนวโน้มลดลงเมื่อเวลาผ่านไป

อาการอื่นๆ อาจรวมถึง:

การเปลี่ยนแปลงความต้านทานไฟฟ้าขององค์ประกอบความร้อนตามเวลา

ทริปข้อผิดพลาดกราวด์เป็นระยะ

การทำให้สีเข้มขึ้นหรือการเปลี่ยนสีเฉพาะที่บนพื้นผิวเปลือก

ฟองอากาศบิดเบี้ยวเล็กน้อยบนฉนวน PTFE

ในบางกรณีอาจมีการเปลี่ยนสีเป็นสีเขียวหรือสีน้ำตาลเล็กน้อยที่ทางเข้าเนื่องจากการอพยพของไอออนโลหะที่ละลายออกไปด้านนอก

รูเข็มอาจมีขนาดเล็กมากจนมองไม่เห็นด้วยตา และอาจจำเป็นต้องมีการวินิจฉัยทางไฟฟ้าเพื่อตรวจจับได้ในระยะแรก

เทคนิคการตรวจจับและติดตาม
การทดสอบเชิงคาดการณ์และการตรวจสอบตามปกติจะช่วยเสริมซึ่งกันและกันเพื่อให้มีวิธีการตรวจจับการกัดกร่อนภายในแกนกลางที่มีประสิทธิภาพ:

แนวโน้มความต้านทานของฉนวน
การทดสอบ megger เป็นประจำเป็นการเตือนล่วงหน้าที่เชื่อถือได้มากที่สุด แนวโน้มความต้านทานของฉนวนมักจะลดลงก่อนที่ไฟฟ้าจะเสีย ระบบตรวจสอบอย่างต่อเนื่องสามารถปรับปรุงการตรวจจับโดยการตรวจจับการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วของกระแสรั่วไหล

การตรวจสอบด้วยสายตา
การตรวจสอบตามปกติอาจตรวจพบความผิดปกติเล็กๆ น้อยๆ ของพื้นผิว เช่น ตุ่มพอง การเปลี่ยนสี หรือการบวมเฉพาะจุดของปลอก PTFE อาการดังกล่าวมักบ่งบอกถึงกิจกรรมทางเคมีภายในและการเสื่อมสภาพของโครงสร้าง

การตรวจสอบประสิทธิภาพทางไฟฟ้า
การใช้พลังงานที่ผิดปกติของเครื่องทำความร้อนหรือพฤติกรรมการทำความร้อนที่ไม่-เป็นเนื้อเดียวกันอาจเป็นข้อบ่งชี้ถึงความเสียหายภายในบางส่วน อาการเช่นนี้มักเกิดขึ้นหลังจากที่ฉนวนเริ่มเสื่อมลงแล้ว

ความก้าวหน้าและผลกระทบจากความเสี่ยงจากความล้มเหลว
โดยทั่วไป เมื่อมองเห็นสนิมจากภายนอก ความสมบูรณ์ของเครื่องทำความร้อนจะลดลงจนไม่สามารถซ่อมแซมได้ ในขั้นตอนนี้ ความเสียหายทางโครงสร้างของแกนภายในและระบบฉนวนมักจะรุนแรงมาก

การดำเนินงานเป็นระยะเวลานานในการตั้งค่าเหล่านี้เพิ่มความเสี่ยงของ:

ลัดวงจรไฟฟ้าให้สมบูรณ์-

ข้อผิดพลาดกราวด์สะดุดและปิดกระบวนการ

ความเสี่ยงด้านความปลอดภัยที่อาจเกิดขึ้นในของเหลวในกระบวนการนำไฟฟ้า

สัญญาณภายนอกมักถูกตรวจพบก่อนจำเป็นต้องเปลี่ยน

วินัยในการป้องกันโดยการติดตาม
สาเหตุหลักของการกัดกร่อนภายในคือการสลายตัวของเปลือก ระบบ PTFE ที่ทนทานยิ่งกว่านั้นยังต้องอาศัยความต่อเนื่องของสิ่งกีดขวางทางกายภาพเพื่อป้องกันการบุกรุกของสารเคมี

ดังนั้นการทดสอบความต้านทานของฉนวนเป็นประจำจึงมีความสำคัญสำหรับการค้นพบตั้งแต่เนิ่นๆ อย่างไรก็ตาม ข้อมูลแนวโน้มมีประโยชน์มากกว่า-การวัดแบบสแตนด์อโลน เนื่องจากแนวโน้มของการลดลงเมื่อเวลาผ่านไปมักจะเปิดเผยมากกว่าการอ่าน-จุดเดียว

เชิงนามธรรม
การกัดกร่อนแกนโลหะภายในของเครื่องทำความร้อน PTFE เป็นกลไกความล้มเหลวแบบก้าวหน้า โดยที่ปลอกเปลือกเล็ก ๆ น้อย ๆ ทำให้ของเหลวในกระบวนการผลิตเข้าถึงตัวนำได้ การตรวจจับส่วนใหญ่ทำได้โดยการทดสอบทางไฟฟ้า เหนือสิ่งอื่นใดคือการวัดความต้านทานของฉนวนที่ 500 VDC โดยมีค่ามากกว่า 10 MΩ ซึ่งบ่งชี้ถึงสถานะที่ดีของฉนวน [23]

การตรวจสอบตามปกติสามารถตรวจพบปัญหาได้ตั้งแต่เนิ่นๆ ป้องกันความล้มเหลวในการทำความร้อนอย่างกะทันหันและการหยุดกระบวนการที่ไม่ได้กำหนดไว้ แม้แต่ปลอกที่ทนทานต่อสารเคมีมากที่สุดก็ยังเป็นสิ่งกีดขวางที่ต้องได้รับการทดสอบบ่อยครั้งเพื่อความทนทานในระยะยาวในสภาวะทางอุตสาหกรรมที่มีความต้องการสูง