Скрытый путь коррозии
Клеммы термопары находятся внутри распределительной коробки нагревателя, в месте, которое должно быть сухим. Однако коррозионные пары из резервуара могут проникать вверх через уплотнение оболочки из ПТФЭ или через трубопровод из области резервуара, воздействуя на хрупкие соединения термопары и вызывая выход из строя. Без надлежащих контрмер это невидимое повреждение приводит к неверным показаниям температуры, дорогостоящим простоям и преждевременной замене датчиков. Понимание того, какзащитить клеммный корпус термопары от агрессивных паровокружающей среды имеет важное значение для долгосрочной надежности в агрессивных технологических условиях.
Пути проникновения пара
Миграция вверх через интерфейс оболочки из ПТФЭ
Многие нагреватели из ПТФЭ имеют зазор между оболочкой из ПТФЭ и металлическим основанием клеммного корпуса. Даже микроскопическое отверстие,-образующееся в результате циклов термического расширения и сжатия или неполной герметизации-, позволяет кислотам или щелочным парам из технологического резервуара диффундировать вверх. Эти пары конденсируются на более холодных металлических клеммах внутри распределительной коробки, образуя проводящую коррозионную пленку. В результате химической атаки возникают соединения с высоким сопротивлением, нестабильные сигналы в милливольтах или полные разрывы цепей.
Трубопровод, действующий как дымоход для пара
Когда трубопровод, соединяющий распределительную коробку с панелью управления, проложен вниз к резервуару или через агрессивную атмосферу, он действует как дымоход. Влажный, агрессивный воздух поднимается в распределительную коробку во время циклов откачки или при нагреве резервуара. Конденсация происходит внутри коробки по мере охлаждения воздуха, непосредственно смачивая клеммы термопары и любые открытые поверхности из меди или сплавов.
Защитные меры против агрессивных паров
Герметичный ввод кабелепровода
Кабелепровод, соединяющий распределительную коробку с панелью управления, должен быть герметизирован рядом с коробкой с помощью уплотнительного фитинга или сальника для предотвращения миграции паров. Сертифицированное взрывозащищенное уплотнение не требуется, если зона не классифицирована, но герметичное уплотнение (например, втулка Майерса, сальник с резиновой втулкой или эпоксидный герметик, залитый во втулку кабелепровода) эффективно блокирует движение пара. Уплотнение размещается как можно ближе к входу в распределительную коробку,-в идеале в пределах 50 мм (2 дюймов). Герметизация трубопровода в нижней точке предотвращает скопление жидкости в нагревателе; Любой конденсат, образующийся внутри кабелепровода после уплотнения, стекает из распределительной коробки.
Паронепроницаемые прокладки распределительной коробки
Обязательно наличие высококачественной, химически стойкой прокладки на крышке распределительной коробки. Стандартные неопреновые или бумажные прокладки быстро разрушаются в кислой или едкой среде. Прокладка из Viton® (фторэластомер) или силиконовой резины подбирается с учетом конкретного химического воздействия. Прокладку регулярно проверяют на предмет деформации при сжатии, растрескивания или вздутия. Винты крышки затянуты в соответствии со спецификацией производителя, чтобы обеспечить равномерное сжатие без разрушения прокладки. Правильно установленная, незажатая прокладка создает непрерывную пароизоляцию.
Инкапсуляция заливочного состава
Наиболее эффективным долгосрочным решением часто является герметизация соединений. После выполнения соединений термопар внутри распределительной коробки внутреннюю часть можно частично заполнить двухкомпонентным эпоксидным герметиком, герметизирующим клеммы и защищающим их от проникновения паров. Герметик должен быть совместим с изоляцией термопар (ПТФЭ, стекловолокно или полиимид) и материалом распределительной коробки (нержавеющая сталь, полипропилен или литой алюминий). Используется эпоксидная смола с низкой вязкостью и низкой усадкой, предназначенная для герметизации электроники. Компаунд заливается на глубину, которая покрывает все оголенные металлические клеммы и соединения проводов, но не переливается в место перехода термопары в оболочку из ПТФЭ (что может потребовать вентиляции). После затвердевания заливка действует как постоянный барьер против влаги и агрессивных паров.
В тех случаях, когда в будущем потребуется замена датчика, вместо жесткой эпоксидной смолы используется повторно вводимый гелевый состав (на основе силикона). Гель позволяет легко выдергивать провода термопары, а затем снова герметизирует их при нанесении свежего геля.
Вентиляционные дренажи для управления конденсатом
Если распределительная коробка должна дышать,-например, в приложениях с широким диапазоном температурных циклов, которые могут вызвать изменения внутреннего давления,-в самой нижней точке коробки устанавливается сливной/вентиляционный фитинг. Этот фитинг оснащен гидрофобной мембраной (Gore-Tex® или аналогичной), которая пропускает воздух, но блокирует попадание жидкости. Конденсат, образующийся внутри из-за остаточной влажности, может вытекать наружу, а проникновение агрессивных паров снаружи предотвращается. Сливная пробка с простой резьбой без мембраны неэффективна; это просто обеспечивает еще один путь утечки.
Дополнительные профилактические меры
Регулярная проверка состояния прокладки — это простая профилактическая мера, позволяющая обнаружить старение до того, как произойдет выход из строя. Каждые шесть месяцев во время планового технического обслуживания крышка распределительной коробки снимается и внутренняя часть осматривается на наличие признаков зеленой или белой коррозии на клеммах, обесцвеченных проводов или видимого конденсата. Пакет с влагопоглотителем (силикагель) можно поместить внутрь коробки, если окружающая среда влажная, но не химически агрессивная; однако в присутствии паров кислоты влагопоглотитель может быстро насытиться и не заменяет надлежащую герметизацию.
Удлинительный провод термопары, входящий в распределительную коробку, должен проходить через зажим для шнура прижимного типа с резиновым уплотнением, а не через открытое выбивное отверстие. Все неиспользуемые отверстия кабелепровода закрываются прочными заглушками и уплотнительными шайбами.
Соображения совместимости материалов
Материалы герметика и прокладок проверяются на совместимость с конкретными технологическими парами. Например, Viton® устойчив ко многим кислотам и маслам, но подвержен воздействию некоторых аминов и низкомолекулярных органических кислот. Силиконовая резина выдерживает высокие температуры, но набухает в парах углеводородов. Используйте таблицу совместимости от производителя химикатов. Для нагревателей из ПТФЭ, используемых в ваннах со смешанной кислотой (например, азотно-плавиковой кислотой), ни один эластомер не обладает полной стойкостью; в таких случаях может потребоваться заливка перфторэластомером или полностью герметизированными клеммами с тефлоновым покрытием-или отдельная выносная клеммная коробка, соединенная герметичным коротким кабелем термопары.
Краткое содержание
Защита соединений термопар от агрессивных паров — это инвестиция в долговременную надежность и точность измерений. Первичные векторы миграции паров-через поверхность раздела оболочки из ПТФЭ и вверх по незагерметизированному кабелепроводу- устраняются с помощью герметичных фитингов кабелепровода, химически стойких прокладок и герметизации клемм герметизирующим составом. Сливной/вентиляционный фитинг помогает справиться с неизбежной конденсацией. Условия окружающей среды в распределительной коробке так же важны, как и погружаемая часть нагревателя; даже платиновая термопара быстро выходит из строя, если ее выводы подвергаются коррозии. Осуществляя описанные здесь меры, команды выездного обслуживания могутзащитить клеммный корпус термопары от агрессивных паровотказов и поддерживать стабильный контроль температуры даже в самых сложных условиях химического процесса.
