Вечером в пятницу на химическом заводе произошел сбой в насосе. Погружной ПТФЭ-нагреватель мощностью 5 кВт продолжал работать в резервуаре без циркуляции. В конце концов сработало предохранительное устройство по-высокой температуре, и нагреватель отключился. В понедельник утром бригада технического обслуживания сбросила аварийное отключение и перезапустила обогреватель. Он проработал нормально около шести часов, затем снова отключился. Нагреватель был снят и проверен-сопротивление изоляции составило 22 МОм вместо 500 МОм. Перегрев-принес ущерб, который невозможно было устранить с помощью сброса.
Отключение по-перегреву — это защитное действие, а не сбой. Однако событие, вызвавшее отключение,-потеря расхода, низкий уровень жидкости или чрезмерная плотность мощности-могло уже привести к повреждению к моменту срабатывания защиты. Сможет ли нагреватель восстановиться, зависит от того, как долго он проработал при повышенной температуре, насколько сильно поднялась температура и в каком состоянии находился ПТФЭ до события.
Что происходит при повышении-температуры
При срабатывании предохранителя-по перегреву нагреватель перестает получать питание. Оболочка начинает остывать. Если событие продолжалось от -секунд до нескольких минут-, возможно, ПТФЭ размягчился, но не ухудшился окончательно. Если событие продолжалось-часов-, возможно, ПТФЭ вздулся, треснул или разложился.
Порог повреждения ПТФЭ составляет примерно 260 градусов при кратковременном-воздействии. Выше этой температуры полимер начинает разлагаться, выделяя токсичные пары и теряя структурную целостность. Ниже этой температуры, но выше предела непрерывной эксплуатации в 110–120 градусов, полимер размягчается, расширяется и может расползаться. Повреждения накапливаются с течением времени и при неоднократном воздействии.
| Повышенная-температура | Температура оболочки | Продолжительность | Состояние ПТФЭ | Потенциал восстановления |
|---|---|---|---|---|
| Мягкий | 120–150 градусов | <1 hour | Размягченный, без видимых повреждений | Часто восстанавливаемый |
| Умеренный | 150–200 градусов | 1–4 часа | Обесцвечен, небольшая деформация. | Маргинальный |
| Серьезный | 200–260 градусов | 4–24 часа | Вздутый, потрескавшийся | Не подлежит восстановлению |
| Катастрофический | >260 градусов | Любая продолжительность | Разложившийся, карбонизированный | Не подлежит восстановлению |
Серьезность перегрева-и возможность восстановления ПТФЭ
Немедленная проверка-события
После отключения по-перегреву обогреватель следует проверить, прежде чем пытаться вернуть его в эксплуатацию. Проверка должна включать визуальную проверку оболочки, испытание на сопротивление изоляции и измерение сопротивления.
Оболочка, которая выглядит неповрежденной, без обесцвечивания, вздутий или деформации, возможно, пережила легкое событие. Сопротивление изоляции выше 100 МОм указывает на то, что влага и загрязнения не достигли MgO. Показания сопротивления в пределах 5 % от паспортной таблички указывают на то, что элемент исправен.
Оболочка, на которой наблюдается изменение цвета,-особенно коричневая или темная полоса-, подвергалась воздействию повышенной температуры. ПТФЭ мог размягчиться и повторно-затвердеть, создав внутренние напряжения. Сопротивление изоляции от 10 до 100 МОм указывает на проникновение влаги, которое может быть обратимым, если нагреватель высохнет.
Оболочка с волдырями, трещинами или мягкая, липкая на ощупь, повреждена навсегда. Нагреватель следует заменить, а не восстанавливать.
| Инспекционный вывод | Сопротивление изоляции | Сопротивление элемента | Потенциал восстановления | Рекомендуемое действие |
|---|---|---|---|---|
| Целый, без изменений цвета | >100 MΩ | В пределах 5% | Высокий | Высушить, вернуть в эксплуатацию |
| Небольшое изменение цвета | 50–100 MΩ | В пределах 5% | Умеренный | Высушите, внимательно следите |
| Коричневая полоса, без волдырей | 10–50 MΩ | В пределах 5% | Низкий | Замените при следующей возможности |
| Волдыри или трещины | <10 MΩ | Любой | Никто | Немедленно заменить |
| Мягкая или липкая оболочка | Любой | Любой | Никто | Немедленно заменить |
Выводы-проверки после события и рекомендации по восстановлению
Высушивание нагревателя,-подверженного воздействию влаги
Если событие перегрева-было вызвано временным состоянием-кратким отказом насоса, кратковременным падением уровня-и нагреватель демонстрирует лишь незначительное изменение цвета с сопротивлением изоляции выше 10 МОм, высушивание может восстановить его работоспособность.
Процесс сушки предполагает подачу низкого напряжения-25–50 % от номинального на нагреватель, когда он погружен в сухой резервуар или подвергается воздействию воздуха. Мягкий нагрев удаляет влагу из изоляции MgO. Этот процесс может занять от нескольких часов до нескольких дней, в зависимости от количества присутствующей влаги.
Следите за сопротивлением изоляции во время высыхания. Тенденция к росту указывает на то, что влага удаляется. Стабильные или снижающиеся показания указывают на то, что путь проникновения влаги постоянный-вероятно, трещина или проникновение-и нагреватель невозможно восстановить.
Когда восстановление невозможно
Обогреватель, который подвергался воздействию температур выше 200 градусов в течение более нескольких часов, вероятно, получил необратимое повреждение. Возможно, ПТФЭ разложился, образовав пустоты и пути для влаги и химических веществ. Изоляция MgO могла поглотить достаточно загрязнений, чтобы сушка стала неэффективной.
Обогреватель, который пережил несколько-перегревов, даже если каждый из них был легким, накопил термическую усталость. ПТФЭ мог треснуть внутри без видимых внешних повреждений. Нагреватель может работать нормально в течение нескольких дней или недель после сброса, а затем внезапно выйти из строя.
Обогреватель с видимыми повреждениями-вздутиями, трещинами, изменением цвета или ощущением мягкости-не подлежит восстановлению. Структурная целостность ПТФЭ нарушена, и нагреватель представляет собой угрозу безопасности.
Предотвращение перегрева-перегрева
Наиболее эффективной профилактикой является многоуровневая система защиты. Датчик температуры,-монтируемый на оболочке, обнаруживает перегрев до того, как температура основной жидкости повысится. Устройство защиты от высоких-температур с отдельным датчиком обеспечивает резервную защиту. Реле потока или блокировка низкого-уровня отключают питание при возникновении условий, вызывающих перегрев.
Регулярное тестирование системы защиты гарантирует, что она сработает при необходимости. Простой тест включает в себя имитацию состояния неисправности -блокировки потока, понижения уровня или нагрева датчика-и проверку того, что защита срабатывает и отключает питание.
Когда превышение-температуры указывает на проблему со спецификациями
Повторяющиеся случаи превышения-температуры в одном и том же резервуаре указывают на то, что нагреватель работает слишком близко к своему температурному пределу. Высокая плотность мощности, низкий расход или недостаточный запас по погружению делают нагреватель уязвимым к любым нарушениям условий технологического процесса. Специальная конфигурация погружного нагревателя из ПТФЭ с меньшей плотностью мощности, большей площадью поверхности и улучшенным доступом к потоку обеспечивает больший запас до достижения порога пере-перегрева. Для процесса спецификации требуется химический состав ванны, рабочая температура, условия потока, размеры резервуара и история случаев перегрева-.
