Com saber si l'element de calefacció dins del vostre tub de PTFE està cremat o en curt

Dues de les fallades més crítiques i de l'etapa final dels tubs de calefacció de PTFE són el curtcircuit i el circuit obert de l'element de calefacció intern. En ambdós casos, el dany implica un dany elèctric permanent al cable resistiu incrustat a l'aïllament d'òxid de magnesi (MgO). En aquest punt de fallada, l'escalfador ja no pot complir amb el seu deure, ni de manera segura ni fiable, i s'ha de substituir immediatament.

En un context industrial és important conèixer els símptomes i poder fer un diagnòstic elèctric bàsic amb un voltímetre per determinar amb precisió les avaries.

Modes de fallada: curtcircuit, circuit obert
Això passa quan el cable de calefacció intern entra en contacte elèctric amb la funda metàl·lica, donant lloc a un curtcircuit. Això passa per-el canal resistiu especificat i proporciona un camí de baixa resistència per al flux d'electricitat. Això es tradueix en un consum de corrent ràpid i alt.

En funcionament, un curtcircuit generalment conduirà a un disparament immediat de l'interruptor. En sistemes amb dispositius de protecció, el circuit es pot separar immediatament després de l'engegada-. Si és dolent, podeu escoltar un fort "bang" o veure un arc mentre l'energia es descarrega ràpidament. Aquest tipus de fallada és perillós perquè pot provocar un sobreescalfament de la ubicació de la falla i també pot estresar els components elèctrics aigües amunt.

D'altra banda, si el cable de calefacció es crema o es trenca físicament dins de l'aïllament de MgO, es forma un circuit obert. Això trenca la continuïtat elèctrica de l'element. Aquesta és una situació en què no passa corrent per l'escalfador, de manera que no es genera calor, tot i que el sistema sembla alimentat. Normalment el sistema de control indica potència de sortida però la temperatura del procés no augmenta i aquest és l'estat que observem.

Ús d'un multímetre per al diagnòstic
Els dos escenaris de fallada es poden detectar mitjançant el multímetre típic utilitzat per a la mesura de la resistència i les proves de continuïtat. Abans de provar, el tub de calefacció ha d'estar ben aïllat de la font d'alimentació.

Pas 1: prova la resistència als cables d'alimentació
La mesura de diagnòstic inicial es realitza a través dels dos terminals de potència de l'element calefactor.

Un bon escalfador hauria de tenir una lectura constant de la resistència al multímetre en el rang de la classificació de l'escalfador en watts. Però el fracàs està indicat per dues condicions aberrants:

Circuit obert (resistència infinita o lectura OL): el cable de calefacció intern s'ha cremat o trencat. Es perd la continuïtat elèctrica completa, confirmant l'esgotament de l'element. No hi ha corrent que flueix pel circuit.

Resistència molt baixa (uns 0 Ω): això mostra un curt directe a l'element, el que significa que el cable resistiu ja no fa el que se suposa que ha de fer. També pot significar la fusió interna o la fusió del conductor en circumstàncies extremes.

Tots dos són danys interns permanents.

2. Prendre mesures des de cada cable fins a la funda metàl·lica
La segona prova important es realitza entre cada cable d'alimentació i la funda metàl·lica del tub d'escalfament de PTFE.

Un sistema de treball normal hauria de tenir una alta resistència (més que la capacitat detectable d'un multímetre convencional). Si hi ha alguna resistència o continuïtat detectable, hi ha una fallada d'aïllament.

Baixa resistència entre el cable i la funda: indica la condició de curt a terra, el cable de calefacció en contacte elèctric amb la funda metàl·lica. Aquesta és una situació molt perillosa i és típica d'un estat de falla a terra.

Alta resistència estable (sense continuïtat): això mostra que el sistema d'aïllament està intacte i que no hi ha cap camí de fuites.

Aquestes dues proves juntes donen una imatge completa de la integritat elèctrica interna.

Motius dels fracassos de la fase final
Els errors de circuit obert i de curtcircuit solen ser causats per-estrès o condicions de funcionament a llarg termini, no per fallades espontànies inesperades.

Un motiu molt típic és la "cocció en sec", energitzant l'escalfador sense immersió en un mitjà de transferència de calor. Si no es refreda, l'element es pot escalfar ràpidament a temperatures per sobre de les seves limitacions de disseny. Això provocarà un sobreescalfament local, la fusió del cable de resistència interna o la desintegració de l'estructura d'aïllament de MgO.

Les pujades de corrent són un altre element important. Els pics de tensió (o circumstàncies de subministrament inestables) poden sobrecarregar l'element resistiu. Això pot provocar estrès tèrmic i, eventualment, l'esgotament del cable.

Els impactes de l'envelliment també són importants. A mesura que el cicle tèrmic es repeteix al llarg del temps, la integritat mecànica del cable de calefacció i l'aïllament circumdant es veu compromesa. Es formen micro-fractures fins que es perd la continuïtat elèctrica o l'avaria de l'aïllament.

De vegades, la fallada primerenca s'accelera per fallades de fabricació com la compactació desigual de MgO, cavitats internes o un segellat deficient dels terminals. És possible que aquests defectes no es detectin fins que l'escalfador estigui a plena càrrega de treball.

Limitacions de la reparació del camp
Els problemes de circuit obert o de curtcircuit no es poden reparar en camp. L'element de calefacció es col·loca en una matriu aïllant de MgO hermètica i està tancat en una funda de PTFE o metàl·lica. Es perd la integritat del cable intern o es produeix una avaria de l'aïllament, l'estructura no es pot reconstruir sense mètodes de reparació a nivell de fàbrica.

La reparació o la continuïtat de l'operació després d'una fallada pot donar lloc a diversos disparaments de l'interruptor, calefacció incontrolada o problemes de seguretat a causa d'una activitat elèctrica imprevisible. L'únic procediment correctiu segur i acceptable és la substitució ràpida del tub de calefacció.

Estratègies de prevenció
Les mesures clau per evitar la fallada en l'última etapa són gestionar les circumstàncies de treball i assegurar l'estabilitat de l'entrada elèctrica.

El millor mètode preventiu és evitar la cocció en sec. El tub d'escalfament s'ha d'immersió sempre adequadament o en contacte amb un mitjà de transferència de calor adequat abans de l'energia. És molt fàcil cremar els elements ràpidament en sec.

La tensió de funcionament adequada és igual d'important. L'escalfador ha de funcionar dins del rang de tensió nominal. Les circumstàncies de sobretensió produeixen un augment del flux de corrent i una depreciació tèrmica més ràpida de l'element resistiu, mentre que la baixa tensió pot provocar un malbaratament de calefacció i un funcionament inestable.

Els sistemes d'alimentació estables, inclosos els dispositius de protecció contra sobretensions, poden reduir encara més el risc de sobrecàrrega elèctrica. La inspecció periòdica dels sistemes de control garanteix que les fluctuacions de tensió es mantenen dins dels límits de funcionament segurs.

Conclusions
Les últimes etapes de fallada dels tubs de calefacció de PTFE són els curtcircuits i els circuits oberts, causats per danys permanents a l'element calefactor dins del tub. Un curtcircuit és quan el conductor toca directament la funda, provocant un dispar immediat de l'interruptor o problemes de corrent elevat. Un circuit obert és quan s'interromp la continuïtat, provocant una pèrdua total de calefacció.

Amb una prova de multímetre, teniu un diagnòstic clar: la resistència entre cables indica oberta o curta, i la prova de plom{0}}a-la funda certifica la integritat de l'aïllament. Qualsevol lectura anormal significa una condició que no es pot reparar i que s'ha de substituir immediatament.

Normalment són causats per-cocció en sec, sobretensions elèctriques, antiguitat o errors de fabricació. La prevenció depèn de pràctiques d'operació correctes, un subministrament d'alimentació coherent i una evitació rigorosa de condicions de funcionament en sec-. L'ús i el control adequats poden reduir considerablement la possibilitat d'avaria catastròfica de l'element de l'escalfador.