Drošības{0}}Kritiskās atteices režīms šķīdinātāju apkures lietojumos
Lieki sildīšanas vilcieni sprādzienbīstamiem organisko šķīdinātāju maisījumiem, piemēram, acetons, toluols, etilacetāts un tetrahidrofurāns, darbojas saskaņā ar stingrām elektriskās drošības prasībām. Jebkurai zemējuma defekta strāvai, kas pārsniedz 30 mA, ir jāizraisa tūlītējs strāvas padeves pārtraukums, lai novērstu loka aizdegšanos. Šajā kontekstā PFA apvalka caurumu defekti kalpo kā primārās zemes defektu izslēgšanas vietas. Kvantitatīvā analīze par 180 lauka atteicēm farmācijas un speciālās ķīmiskās iekārtās parāda tiešu log-lineāru sakarību starp caurumu blīvumu, kas izmērīts pēc ASTM F1306, un priekšlaicīgas zemes defekta aktivizēšanās varbūtību, pirms sildītājs sasniedz paredzēto kalpošanas laiku.
Pinhole raksturojums un elektriskās noplūdes ceļi
ASTM F1306 testa metode adatas caurumu noteikšanai fluorpolimēru oderēs izmanto augstsprieguma dzirksteļu testu visā polimēra virsmā, atklājot defektus, kuru diametrs ir līdz 5 mikroniem. Statistiskā paraugu ņemšana no PFA sildītāju ražošanas partijām liecina, ka caurumu blīvums dažādiem ražotājiem atšķiras par vairāk nekā divām kārtām. Augstākās kvalitātes -sildītāju caurumu blīvums ir mazāks par 0,02 uz kvadrātmetru virsmas, savukārt standarta komerciālie sildītāji vidēji ir no 0,8 līdz 1,5 caurumiem uz kvadrātmetru. Katrs caurums rada tiešu elektrisko ceļu caur PFA izolāciju, samazinot efektīvo dielektrisko izturību no polimēra raksturīgās 20 kV/mm līdz gandrīz nullei defekta vietā. Izmantojot organiskos šķīdinātājus, šķīdinātāja molekulas ar kapilāru darbību iekļūst pat sub{13}}mikronu caurumos, izspiežot gaisu un radot vadošu tiltu starp sildīšanas kodolu un iezemēto tvertnes korpusu.
Kvantitatīvā korelācija starp cauruma blīvumu un brauciena biežumu
Zemes defektu izslēgšanas dati no 62 liekiem apkures vilcieniem, kas darbojas acetona un etilacetāta režīmā 60 līdz 70 grādu temperatūrā, atklāj, ka caurumu blīvums ir spēcīgākais priekšlaicīgas atteices prognozētājs. Sildītāji ar izmērīto caurumu blīvumu, kas mazāks par 0,05 caurumiem uz kvadrātmetru, uzrādīja vidējo laiku starp zemes defektiem 18 000 stundu laikā, un atslēgšanās notika tikai pēc mehāniskiem bojājumiem vai ķīmiska uzbrukuma, kas degradēja iepriekš neskartās vietas. Sildītāji ar caurumu blīvumu no 0,1 līdz 0,3 uz kvadrātmetru uzrādīja vidējos izbraukšanas intervālus 4200 stundas. Sildītāji ar blīvumu virs 0,5 uz kvadrātmetru atteicās 800 stundu laikā tajā pašā servisā. Mehānisms ietver šķīdinātāja uzsūkšanu caur caurumiem, kam seko kapilāra{15}}izkliedēšana pa polimēra-metāla saskarni, pakāpeniski palielinot noplūdes strāvu, jo lielāks stieples virsmas laukums tiek pakļauts vadošam šķīdinātājam. Zemes defektu monitora rādījumi no sildītājiem ar 0,2 adatas caurumiem uz kvadrātmetru liecina, ka noplūdes strāva 2000 stundu laikā palielinās no 5 mA līdz 25 mA, neparedzami šķērsojot 30 mA atvienošanas slieksni.
Sienas biezuma mijiedarbība ar pinhole{0}}saistītām kļūmēm
Nominālais sienas biezums tieši nenovērš adatas caurumu rašanos, taču biezākas apvalks nodrošina lielāku toleranci pret caurumu{0}}saistītu strāvas noplūdi pirms zemes defekta monitora iedarbināšanas. Noplūdes strāva caur šķīdinātāju-pildītu caurumu atbilst Ohma likumam ar pretestību, kas ir proporcionāla ceļa garumam caur sienu. 1,5 mm siena ar adatas caurumu pie izslēgšanas sliekšņa 30 mA ļautu aptuveni 18 mA noplūdes strāvu caur identisku caurumu 2,5 mm sienā, jo garāks vadošais ceļš palielina pretestību. Lauka dati apstiprina, ka 2,5 mm sienas ar caurumu blīvumu 0,3 uz kvadrātmetru sasniedz 2200 stundu vidējo pārvietošanās laiku, savukārt 1,5 mm sienas ar identisku caurumu blīvumu vidēji sasniedz tikai 900 stundas. Tomēr biezākas sienas nevar kompensēt sliktu caurumu kontroli. 2,5 mm siena ar augstu caurumu blīvumu (1,0 uz kvadrātmetru) joprojām sabojājas 400 stundu laikā, jo vairāki paralēli noplūdes ceļi kopā pārsniedz atvienošanas slieksni.
Atlases norādījumi sprāgstvielu šķīdinātāju apkalpošanai
| Sildītāja kvalitātes līmenis un lietošanas risks | Maksimālais pieļaujamais caurumu blīvums (atbilstoši ASTM F1306) | Minimālais ieteicamais sienas biezums | Paredzamais vidējais laiks līdz zemes defektam |
|---|---|---|---|
| ATEX 0. zona vai I klases 1. nodaļa, nepārtraukta šķīdinātāja iedarbība | < 0.02 per m² (premium certified) | 2,2 mm | >15 000 stundas |
| ATEX 1. zona, periodiska šķīdinātāja iedarbība ar slāpekļa pārklājumu | < 0.10 per m² (qualified) | 2,0 mm | 6000 līdz 8000 stundas |
| 2. zona, ierobežota šķīdinātāja iedarbība ar automātisku noplūdes noteikšanu | < 0.30 per m² (commercial grade) | 2,0 mm | 2000 līdz 3000 stundas |
| Nav-bīstams, bet procesam-kritisks, nav sprādziena riska | < 0.80 per m² (standard) | 1,8 mm | 500 līdz 1000 stundas |
Papildu kvalitātes nodrošināšanas pasākumi
Caurumu blīvuma specifikācijai ir jāpievieno prasības par 100% dzirksteļu pārbaudi katram sildītājam pirms nosūtīšanas ar pārbaudes spriegumu, kas atbilst sienas biezumam. Dielektriskā testa spriegumam jābūt 15 kV 1,5 mm sienām un 25 kV 2,5 mm sienām, ko piemēro visā iegremdētās virsmas laukumā. Ražotāji, kas sniedz statistikas procesa kontroles datus, kas uzrāda konsekventu caurumu blīvumu zem 0,05 uz kvadrātmetru vairākās ražošanas partijās, demonstrē kvalitātes sistēmas, kas nepieciešamas drošībai{8}}kritiskiem lietojumiem. Gala zonai, kurā elektriskie savienojumi nonāk PFA apvalkā, ir nepieciešama atsevišķa pārbaude, jo šis apgabals veido 40% zemes defektu sildītājos, kas iztur sākotnējo virsmas caurumu pārbaudi. Liekas apkures vilcienu konstrukcijās jāiekļauj arī atsevišķi zemes defektu monitori katrā sildītāja posmā, nevis viens monitors kombinētajā padevē, ļaujot identificēt bojātos sildītājus, pirms tiek sasniegti atvienošanas sliekšņi vairākās vienībās.
Specifikācijas drošības{0}}kritiskajām instalācijām
Norādot PFA sildītājus sprādzienbīstamiem organisko šķīdinātāju maisījumiem, inženieriem ir jāpieprasa dokumentēti ASTM F1306 adatas caurumu blīvuma rezultāti no konkrētās ražošanas partijas, nevis vispārīgi produktu līnijas vidējie rādītāji. Specifikācijās jānorāda, ka jebkurš sildītājs, kura caurumu blīvums pārsniedz 0,05 uz kvadrātmetru, ir nepieņemams ATEX zonas 0 vai 1 instalācijām neatkarīgi no sienas biezuma. Kombinācijā ar minimālo sienu biezumu 2,2 mm un verificēto caurumu blīvumu, kas mazāks par 0,02 uz kvadrātmetru, paredzamā zemes defekta atvienošanas varbūtība pirms 10 000 stundu šķīdinātāja lietošanas ir mazāka par 0,5%, pamatojoties uz lauka datiem no 340 uzstādītām vienībām 18 farmācijas rūpnīcās.
