Een chemische fabriek kreeg vrijdagavond te maken met een pompstoring. Het PTFE-dompelverwarmer van 5 kW bleef werken in een tank zonder circulatie. De hoge- temperatuurbeveiliging schakelde uiteindelijk in en schakelde de verwarming uit. Maandagochtend heeft het onderhoudsteam de storing gereset en de verwarming opnieuw opgestart. Het werkte ongeveer zes uur normaal en viel toen weer uit. De verwarming werd verwijderd en getest. De isolatieweerstand was 22 MΩ, vergeleken met 500 MΩ. De te hoge temperatuur had schade veroorzaakt die door de reset niet ongedaan kon worden gemaakt.
Een uitschakeling bij te hoge- temperatuur is een beschermende actie en geen storing. Maar de gebeurtenis die de uitschakeling veroorzaakte-stroomverlies, laag vloeistofniveau of overmatige wattdichtheid-kan al schade hebben veroorzaakt tegen de tijd dat de beveiliging wordt geactiveerd. Of de verwarmer zich kan herstellen, hangt af van hoe lang deze bij verhoogde temperatuur heeft gewerkt, hoe hoog de temperatuur is gestegen en in welke staat de PTFE zich bevond vóór de gebeurtenis.
Wat er gebeurt tijdens een over- temperatuurgebeurtenis
Wanneer de hoge- temperatuurbeveiliging wordt geactiveerd, krijgt de verwarming geen stroom meer. De schede begint af te koelen. Als de gebeurtenis van korte -seconden tot een paar minuten- was, is de PTFE mogelijk zachter geworden, maar niet permanent verslechterd. Als de gebeurtenis -uren- heeft geduurd, kan het PTFE zijn gaan blaren, barsten of vergaan.
De schadedrempel voor PTFE is ongeveer 260 graden bij blootstelling op korte- termijn. Boven die temperatuur begint het polymeer te ontleden, waardoor giftige dampen vrijkomen en de structurele integriteit verloren gaat. Beneden die temperatuur, maar boven de continue gebruikslimiet van 110–120 graden, wordt het polymeer zachter, zet het uit en kan het gaan kruipen. De schade stapelt zich op in de loop van de tijd en bij herhaalde blootstelling.
| Ernst van te hoge- temperaturen | Schede temperatuur | Duur | PTFE-conditie | Herstelpotentieel |
|---|---|---|---|---|
| Mild | 120–150 graden | <1 hour | Verzacht, geen zichtbare schade | Vaak herstelbaar |
| Gematigd | 150–200 graden | 1–4 uur | Verkleurd, lichte vervorming | Marginaal |
| Streng | 200–260 graden | 4–24 uur | Gebarsten, gebarsten | Niet herstelbaar |
| Catastrofaal | >260 graden | Elke duur | Ontbonden, verkoold | Niet herstelbaar |
Ernst van over- temperaturen en herstelpotentieel van PTFE
Onmiddellijke post-evenementinspectie
Na een uitschakeling bij te hoge -temperatuur moet de verwarming worden geïnspecteerd voordat wordt geprobeerd deze weer in gebruik te nemen. De inspectie moet een visuele controle van de mantel, een isolatieweerstandstest en een weerstandsmeting omvatten.
Een omhulsel dat er intact uitziet, zonder verkleuring, blaarvorming of vervorming, heeft mogelijk een milde gebeurtenis overleefd. Een isolatieweerstand boven de 100 MΩ geeft aan dat vocht en vervuiling de MgO niet hebben bereikt. Een weerstandswaarde binnen 5% van het typeplaatje geeft aan dat het element intact is.
Een omhulsel dat verkleuring vertoont-met name een bruine of donkere band-is blootgesteld aan hoge temperaturen. Het PTFE is mogelijk zachter geworden en opnieuw-gehard, waardoor er interne spanningen zijn ontstaan. Een isolatieweerstand tussen 10 en 100 MΩ duidt op het binnendringen van vocht, wat omkeerbaar kan zijn als de verwarmer wordt gedroogd.
Een omhulsel met blaren, scheuren of een zacht, plakkerig gevoel is permanent beschadigd. De verwarming moet worden vervangen, niet hersteld.
| Inspectie vinden | Isolatieweerstand | Elementweerstand | Herstelpotentieel | Aanbevolen actie |
|---|---|---|---|---|
| Gaaf, geen verkleuring | >100 MΩ | Binnen 5% | Hoog | Uitdrogen, weer in gebruik nemen |
| Lichte verkleuring | 50–100 MΩ | Binnen 5% | Gematigd | Uitdrogen, nauwlettend in de gaten houden |
| Bruine band, geen blaarvorming | 10–50 MΩ | Binnen 5% | Laag | Bij de volgende gelegenheid vervangen |
| Blaren of scheuren | <10 MΩ | Elk | Geen | Onmiddellijk vervangen |
| Zacht of plakkerig omhulsel | Elk | Elk | Geen | Onmiddellijk vervangen |
Bevindingen van inspecties na-gebeurtenissen en herstelaanbevelingen
Een vocht uitdrogen-Betrokken verwarming
Als de over{0}} temperatuurgebeurtenis werd veroorzaakt door een tijdelijke omstandigheid -een korte pompstoring, een tijdelijke niveaudaling- en de verwarming slechts een lichte verkleuring vertoont met een isolatieweerstand van meer dan 10 MΩ, kan deze door drogen weer in gebruik worden genomen.
Het droogproces omvat het toepassen van een lage spanning-25-50% van de nominale waarde op de verwarming, terwijl deze is ondergedompeld in een droge tank of wordt blootgesteld aan lucht. De zachte verwarming verdrijft vocht uit de MgO-isolatie. Het proces kan enkele uren tot meerdere dagen duren, afhankelijk van de hoeveelheid aanwezig vocht.
Controleer de isolatieweerstand tijdens het drogen. Een stijgende trend geeft aan dat vocht wordt afgevoerd. Een stabiele of dalende waarde geeft aan dat het vochtpad permanent is-waarschijnlijk een barst of permeatie-en dat de verwarming niet kan worden hersteld.
Wanneer herstel niet mogelijk is
Een verwarming die langer dan een paar uur aan temperaturen boven de 200 graden is blootgesteld, heeft waarschijnlijk blijvende schade opgelopen. Het PTFE is mogelijk afgebroken, waardoor er holtes en doorgangen voor vocht en chemie zijn ontstaan. De MgO-isolatie heeft mogelijk voldoende vervuiling geabsorbeerd om het drogen niet effectief te maken.
Een verwarming die meerdere keren te hoge -temperaturen heeft meegemaakt, ook al waren deze slechts mild, heeft thermische vermoeidheid opgebouwd. Het PTFE kan inwendig gescheurd zijn zonder zichtbare uitwendige schade. De verwarming kan na het resetten een paar dagen of weken normaal werken en vervolgens zonder waarschuwing uitvallen.
Een verwarming die zichtbare schade vertoont-blaren, scheuren, verkleuring of zacht aanvoelt-kan niet worden hersteld. De structurele integriteit van de PTFE is aangetast en de verwarming vormt een veiligheidsrisico.
Voorkomen van te hoge -temperaturen
De meest effectieve preventie is een gelaagd beschermingssysteem. Een op de mantel-gemonteerde temperatuursensor detecteert oververhitting voordat de temperatuur van de bulkvloeistof stijgt. Een hoge-temperatuurbeveiliging met een afzonderlijke sensor biedt back-upbescherming. Een stromingsschakelaar of een laag-vergrendeling schakelt de stroom uit wanneer omstandigheden optreden die oververhitting veroorzaken.
Regelmatig testen van het beveiligingssysteem zorgt ervoor dat het functioneert wanneer dat nodig is. Een eenvoudige test bestaat uit het simuleren van de fouttoestand-het blokkeren van de stroom, het verlagen van het niveau of het verwarmen van de sensor-en het verifiëren dat de beveiliging wordt geactiveerd en de stroom wordt uitgeschakeld.
Wanneer te hoge -temperatuurgebeurtenissen een specificatieprobleem aan het licht brengen
Herhaalde over- temperatuurgebeurtenissen in dezelfde tank geven aan dat de verwarming te dicht bij de thermische limiet werkt. Een hoge wattdichtheid, een laag debiet of een ontoereikende onderdompelingsmarge maken de verwarmer kwetsbaar voor verstoringen in de procesomstandigheden. Een op maat gemaakte PTFE-dompelverwarmerconfiguratie met een lagere wattdichtheid, een groter oppervlak en verbeterde toegang tot de stroom biedt meer marge voordat de over- temperatuurdrempel wordt bereikt. Voor het specificatieproces zijn de badchemie, bedrijfstemperatuur, stromingsomstandigheden, tankafmetingen en de geschiedenis van over- overtemperatuurgebeurtenissen vereist.
