Učinak hladnog kraja i zašto odvodne žice kvare

Kada se patronski grijač dobro testira s multimetrom-pokazujući dobar kontinuitet i odgovarajući izolacijski otpor-ali se ne zagrijava ispravno ili dramatično dođe do kratkog spoja točno na ulaznoj točki kućišta terminala ili razvodne kutije, to može biti vrlo otežavajuće na proizvodnoj liniji. Problem je gotovo uvijek na "hladnom kraju", što je negrijani završetak gdje se žica unutarnjeg otpora povezuje s vanjskim vodovima. Ovaj spoj je najosjetljiviji i najslabiji dio bilo kojeg patronskog grijača. Ovo se posebno odnosi na aplikacije visokog-napona od 600 V, gdje električni stres, vlaga i mehaničke sile zajedno uzrokuju rano kvar.

Hladni kraj vrlo je važan jer održava osjetljive električne veze, a to su zavari ili spojevi između otporne zavojnice od nikla-kroma i olovnih pinova, dovoljno daleko od vruće zone tako da ostanu ispod 200–250 stupnjeva. Ovo bi trebalo zaštititi završetke od pogoršanja zbog topline. U praksi, hladni kraj postaje mehanizam za pojavu kvarova koji počinju izvan grijane duljine. Ulazak vlage je na vrhu popisa. Čak i male količine vlage, rashladne tekućine ili kondenzacije mogu prijeći preko vodećih žica ili kroz slomljenu brtvu. Kada vlaga uđe unutra, ona udara u izolacijski prah magnezijevog oksida (MgO), koji vrlo dobro upija vodu. Kad se napon podigne na 600 V, učinci su puno gori: voda se lakše ionizira, stvarajući vodljive kanale koji omogućuju elektrolizu i lokaliziranu koroziju tanke otporne žice ili hladne igle. Korozija čini poprečni-presjek žice manjim, što otežava prolazak struje na tom mjestu. Lokalno vruće područje ubrzava oksidaciju, čini žicu još tanjom i na kraju stvara prekid strujnog kruga ili, još gore, kratki spoj s omotačem kroz karbonizirano praćenje kroz vlažni MgO.


Ovaj se problem pogoršava sa-sustavima visokog napona. Na 600 V, čak i male količine struje koja curi (nekoliko mikroampera) uzrokuju mnogo topline i energije luka. Sićušni vodljivi kanal preko mokrog MgO može dovesti do-okidanja greške uzemljenja ili prekidača koji ne rade ispravno. U ekstremnim okolnostima, kontinuirano curenje pretvara se u bljesak unutar grijača, koji lomi omotač ili topi dijelove iznutra. Zbog toga izolacijski otpor mora ostati vrlo visok (više od 50–100 MΩ pri 1000 V DC) tijekom cijelog životnog vijeka grijača. Ako padne ispod 10–20 MΩ, to znači da će grijač uskoro pokvariti.

Glavna obrana je jak-hladni dizajn. Vrhunski patronski grijači od 440 V i 600 V dolaze s brojnim sigurnosnim značajkama: - Duži hladni-dijelovi igle (obično 25–75 mm ili više) koji važne zavarene spojeve postavljaju daleko od toplinske zone kalupa. - Brtve visokog-integriteta: keramika-na-metal, staklo-na-metal, ili visokotemperaturno-epoksidno zalijevanje koje može podnijeti temperature od 300 do 400 stupnjeva tijekom dugih vremenskih razdoblja. Obično se koriste s dodatnim silikonskim ili fluoropolimerskim čizmama. - Unutarnje barijere: Neki dizajni imaju drugi zbijeni MgO čep ili podlošku od tinjca u blizini hladnog kraja kako bi se spriječilo prodiranje vlage duž vodova. - Hladne igle koje su prevelike (imaju veći promjer od normalnog) kako bi se smanjio otpor zagrijavanja na spoju i održale niske temperature igle.

Druga najveća briga je mehaničko naprezanje. Tijekom ciklusa uključivanja/isključivanja, grijači uložaka vrlo lagano vibriraju jer se brzo šire i skupljaju zbog topline. To je posebno istinito u primjenama kao -brzo oblikovanje ili pakiranje. Ove vibracije troše unutarnji zavar ili nabor ako tijelo grijača nije čvrsto pričvršćeno na mjesto u kalupu ili razvodnoj kutiji ili ako teški olovni kabeli povlače izravno žice koje izlaze. Nakon tisuća ciklusa, na spoju se stvaraju mikro-pukotine, raste otpor na tom području, dolazi do zagrijavanja i veza konačno puca. Rasterećenje naprezanja je obavezno. Koristite vijke za podešavanje, stezaljke ili priključke s navojem da držite tijelo grijača na mjestu tako da sva mehanička opterećenja idu na omotač, a ne na vodove. Upotrijebite-temperaturne-rasterećenje, vezice za kabele ili nosače cijevi kako biste izdržali težinu kabela. Fleksibilni omotač za visoke{12}}temperature (pletenica od fiberglasa, silikon ili PTFE) preko vodova apsorbira savijanje i sprječava pomicanje kalupa ili manipulaciju operatera od oštećenja vodova.

Practical field measures also help cold-end life last longer: - Use dielectric grease or silicone sealant around the places where the leads come out to keep moisture out. - Lead should not be near coolant lines, steam vents, or wash-down areas. - For the best protection against extreme conditions, use mineral-insulated or armoured leads. - Do regular checks to prevent problems: megger testing at 1000 V DC during shutdowns, infrared scanning of terminations under load (hot areas >100 stupnjeva iznad ambijentalnog signala) i traženje promjene boje, pucanja ili korozije na brtvama.

Patronski grijač može podnijeti ekstremnu toplinu radne zone, kao i okolišne i mehaničke stresore koji se često propuštaju oko hladnog kraja. Dobro-dizajniran hladni kraj pretvara ono što može biti kronična slaba točka u jedan od najpouzdanijih dijelova grijača u sustavima od 600 V, gdje je električna energija veća, a kvarovi jači. Postrojenja održavaju rad proizvodnih linija glatkim i profitabilnim osiguravanjem da su čvrsti završeci, barijere protiv vlage i mehanička sigurnost na vrhu popisa prilikom projektiranja i instaliranja nove opreme. Ovo zaustavlja najčešći i najneugodniji razlog kvara grijača, a to je kada iznenada ili povremeno prestane raditi.