Ce cauzează coroziunea miezului metalic intern într-un încălzitor PTFE și cum este detectat?

Mantaua din PTFE este intactă, totuși încălzitorul curge curent la masă și nu funcționează. Înăuntru, poate o minusculă gaură a fost mâncată încet prin miezul de oțel inoxidabil sau de cupru cu acid. Această coroziune interioară este un mod de defecțiune ascuns al încălzitoarelor cu imersiune din PTFE, care avansează frecvent neobservat până când apare o defecțiune electrică.

Mecanism de coroziune a miezului metalic interior al radiatoarelor din PTFE
Detectarea coroziunii miezului metalic interior al unui încălzitor PTFE este o dificultate care începe cu o defecțiune foarte mică în mantaua PTFE. Acest defect poate fi un defect de fabricație, o vătămare mecanică sau o degradare chimică pe termen lung la un punct de stres.

Odată ce s-a format un orificiu sau microfisura, fluidul fierbinte de proces, în general acid sau alcalin, în funcție de aplicație, poate fi aspirat în sistemul izolator. Fluidul este transportat prin acțiune capilară de-a lungul interfeței dintre învelișul de PTFE și miezul metalic intern.

PTFE în sine este rezistent chimic și nu este umezit de majoritatea acizilor, totuși regiunea de contact poate oferi o conductă de intrare ascunsă. Coroziunea începe să se producă rapid de îndată ce miezul metalic este contactat.

Etapele procesului de coroziune sunt în mod normal:

Intrarea acidului prin ruptura minusculă a tecii

Curgerea la suprafața miezului

Coroziunea localizată a conductorului de cupru sau a oțelului inoxidabil.

Prepararea oxizilor si sarurilor metalice

Expansiunea a generat tensiune pe stratul de PTFE din jur

Acumularea-de produse de coroziune poate provoca, de asemenea, o creștere a volumului intern și propagarea suplimentară a fisurilor în mantaua de PTFE, grăbind defecțiunea.

Semnale electrice și vizuale de defecțiune
Monitorizarea electrică permite de obicei diagnosticarea precoce a coroziunii interioare, mai degrabă decât evaluarea ochilor.

Un indicator semnificativ este creșterea curentului de scurgere la pământ. Pe măsură ce sistemul de izolație îmbătrânește, se pot forma rute de conducție parțială între elementul de încălzire și pământ. Acest lucru este de obicei asociat cu o scădere lentă a rezistenței de izolare.

Rezultatul dorit al unui test convențional de rezistență a izolației (test Megger) efectuat la 500 VDC ar trebui să fie valori peste 10 MΩ pe un încălzitor bun. Adesea, primul indiciu de avertizare detectabil al degenerarii interne este o tendință descendentă în timp.

Alte simptome pot include:

Modificarea rezistenței electrice a elementului de încălzire în timp

Declanșări intermitente de defecțiune la pământ

Întunecare sau decolorare localizată pe suprafața tecii

Mică distorsiune cu bule pe izolația PTFE

În anumite circumstanțe, poate apărea o ușoară decolorare verde sau maro la punctul de intrare din cauza migrării ionilor metalici dizolvați în exterior.

Orificiul poate fi microscopic și imperceptibil pentru ochi, iar diagnosticul electric poate fi necesar pentru a-l detecta în stadiile incipiente.

Tehnici de detectie si monitorizare
Testarea predictivă și inspecția de rutină se completează reciproc pentru a oferi un mijloc eficient de detectare a coroziunii interioare în miez:

Tendința rezistenței la izolație
Testarea regulată Megger este cea mai sigură avertizare timpurie. Tendința rezistenței de izolație scade de obicei înainte de defecțiunea electrică totală. Sistemele de monitorizare continuă pot îmbunătăți detectarea prin detectarea schimbărilor rapide ale curentului de scurgere.

Inspecție vizuală
Inspecția de rutină poate detecta nereguli minore ale suprafeței, cum ar fi vezicule, decolorarea sau umflarea localizată a tecii de PTFE. Astfel de simptome sugerează adesea activitate chimică interioară și deteriorare structurală.

Monitorizarea Performanței Electrice.
Utilizarea neobișnuită a energiei încălzitorului sau comportamentul ne{0}}omogen al încălzirii poate fi un indiciu al unei deteriorări interne parțiale. Simptome ca acestea apar de obicei după ce izolația a început deja să se deterioreze.

Progresia și implicațiile riscului eșecului
De obicei, atunci când rugina este vizibilă în exterior, integritatea încălzitorului este degradată fără reparații. În această etapă, deteriorarea structurală a miezului intern și a sistemului de izolație este de obicei foarte avansată.

Funcționarea pe perioade lungi în aceste setări crește riscul de:

Scurtcircuit electric complet

Declanșarea defecțiunii la pământ și oprirea procesului

Riscuri potențiale de siguranță în fluidele de proces conductoare

Semnele externe sunt adesea detectate înainte de a fi necesară înlocuirea.

Disciplina de prevenire prin monitorizare
Principala cauză a coroziunii interne este deteriorarea integrității tecii. Sistemele PTFE și mai rezistente se bazează pe continuitatea barierei fizice pentru a preveni pătrunderea chimică.

Prin urmare, testarea regulată a rezistenței izolației este importantă pentru descoperirea timpurie. Cu toate acestea, datele privind tendințele sunt mai utile decât măsurile-individuale, deoarece tendințele de degradare în timp sunt adesea mai revelatoare decât citirile cu un singur-punct.

Abstract
Coroziunea internă a miezului metalic al încălzitoarelor din PTFE este un mecanism de defecțiune progresivă în care breșe minuscule ale tecii permit accesul la conductor de către fluidele de proces. Detectarea se face în mare parte prin testare electrică, mai ales prin măsurarea rezistenței de izolație la 500 VDC, cu valori peste 10 MΩ indicând o stare bună de izolație [23].

Monitorizarea de rutină poate identifica problemele din timp, prevenind defecțiunile bruște de încălzire și opririle neprogramate ale procesului. Chiar și cea mai rezistentă înveliș chimic este o barieră care trebuie testată frecvent pentru durabilitate pe termen lung în condiții industriale solicitante.