Как сделать выбор между кабелем из PFA-с формованным корпусом и резьбовым клеммным соединением для погружного нагревателя в инструментах для влажной обработки?

Электрические соединения нагревателей для инструментов для мокрой обработки-полупроводниковых мокрых стендов, гальванических линий и станций химической очистки-должны выдерживать влажность, пары кислот и случайные брызги жидкости. Существует два основных метода подключения: заформованные кабели PFA- (где силовой кабель отформован как часть холодной части PFA) и клеммные соединения с болтовыми соединениями (когда провода подключаются к металлическим клеммам внутри распределительной коробки, герметизированные прокладкой или герметизацией). Формованный кабель обеспечивает улучшенную влагоизоляцию и защиту от коррозии, что делает его идеальным выбором для влажных или агрессивных условий. Соединение с винтовыми клеммами легче заменить в полевых условиях и изначально дешевле, но более подвержено проникновению влаги и коррозии клемм. Залитые кабели продлевают срок службы соединения в 5–10 раз для приборов, работающих с влажными процессами, при постоянном контакте с кислотными туманами или высокой влажностью (отн. влажность выше или равна 70%). Винтовые клеммы могут подойти для сухих и чистых ситуаций, когда провода часто заменяются.

Сравнение способов подключения
Особенность Винт кабельной клеммы из PFA (распределительная коробка)
Уплотнительный механизм PFA, отлитый поверх кабеля и холодной части, без воздушного зазора. Прокладка или уплотнительное кольцо между коробкой и холодной частью; винты для клемм(ы)
Путь проникновения влагиНет (только молекулярная проницаемость) Клеммы Входные отверстия для проводов Резьба прокладки
Коррозионная стойкость Низкая (металлические проводники полностью закрыты) Высокая (клеммы открыты для проникновения влаги)
Замена кабеля Невозможно (отопление заменяется как единое целое)Просто (отвинтить,-установить, повторно-подсоединить)
Первоначальная стоимость, относительная 1,3–1,8× 1,0× (базовый уровень)
Можно ли отремонтировать в полевых условиях?Нет (только заводской ремонт)Да (заменить кабель или клеммную колодку)
Нормальный срок службы при влажном процессе (кислотный туман, относительная влажность 80 %) 1–3 года 5–8 лет
Средний срок службы в чистой и сухой среде 10+ лет 8–10 лет
Механизмы отказа винтовых клеммных соединений
Резьбовые клеммные соединения в приборах для мокрых процессов выходят из строя в трех случаях. Во-первых, сжатие прокладки со временем ослабевает из-за ползучести PFA (см. Статью №5). Через 6–12 месяцев прокладка может перестать герметично закрываться. В распределительную коробку поступает влажный воздух. Во-вторых, циклическое изменение температуры (включение/выключение обогревателя) накачивает влажный воздух внутрь и наружу через микроскопические зазоры. В-третьих, кислотный туман будет конденсироваться на клеммах, если температура клемм упадет ниже точки росы (длину холодных контактов см. в статье №67). Концентрированная кислота разъедает клеммы; медь зеленеет, на никелировании появляются ямки, сопротивление контактов увеличивается. Тепло (I²R) выделяется корродированной клеммой с высоким сопротивлением, что способствует дальнейшей коррозии. В конечном итоге соединение выходит из строя (нагреватель отключается), или сопротивление вызывает падение напряжения и снижение мощности нагрева.

При осмотре вышедших из строя винтовых клемм на мокрых стендах на клеммах видны зеленые кристаллы хлорида меди, головки винтов заржавели, а изоляция проводов расплавлена ​​(от нагрева I²R). Часто эту неисправность ошибочно принимают за неисправность нагревателя, хотя нагревательный элемент еще исправен, только соединение неисправно.

Преимущества формованного кабеля
Кабель из PFA-с формованным корпусом полностью удаляет распределительную коробку. Силовой кабель (обычно 2–4 жилы, 12–14 AWG, изоляция PFA или FEP) втягивается в холодную часть нагревателя во время процесса формования. Оболочка кабеля и холодный сегмент герметизированы расплавленным ПФА, что обеспечивает непрерывный бесшовный полимерный барьер. Нет воздушного зазора. Никаких прокладок. Никаких винтовых клемм. Место соединения спрятано внутри ПФА, чтобы влага и пары кислоты не попадали на место соединения проводника. Единственный способ выйти из строя - это если кабель истерт (внешний) или проводник сломается в месте изгиба (если провод неоднократно сгибается). В месте выхода кабеля установите чехол для снятия натяжения (силиконовый или резиновый), чтобы избежать перекручивания.

У переформованной конструкции есть два недостатка. Во-первых, кабель невозможно заменить в полевых условиях. Если кабель разрушен или поврежден, необходимо заменить весь нагреватель. Это может стать проблемой для инструментов, с которыми приходится обращаться в жестких условиях (частое снятие нагревателя). Во-вторых, если нагреватель согнут на границе раздела, в формованном контакте между кабелем и холодным участком могут возникнуть трещины под напряжением. Это предотвращается чехлом для разгрузки от натяжения (в комплект поставки входят качественные литые нагреватели).

Руководство по выбору в зависимости от условий эксплуатации инструмента. Условия эксплуатации инструмента. Уровень влажности. Воздействие кислотного тумана. Обоснование рекомендуемого подключения.
Полупроводниковый мокрый стенд (H2SO4, HCl, HF) От 40 до 80 процентов относительной влажности Высокая (постоянная) Заформованный кабель Герметизация важна. Коррозия клемм выйдет из строя через 1 год.
Линия гальванического покрытия (хром, никель, медь) Относительная влажность 60–90 % От умеренной до высокой Заформованный кабель Клеммы для нападения с кислотным туманом
Фармацевтический реактор (чистый, но влажный) Относительная влажность 30–60 % Низкая (редко) Коробка IP65 с винтовым зажимом. Нормально при ежегодной проверке.
Резервуар для хранения химикатов (снаружи) 0–100 % переменный Низкий уровень (пары) Формованный кабель Наружная влага + повреждение УФ-излучением Прокладки распределительной коробки
Прерывистый нагреватель лабораторного стакана От 20 до 50 % относительной влажности Нет Резьбовой соединительСухая атмосфера; минимальная стоимость, ок.
Портативный зонд для обслуживания на месте Переменная Низкая Литой кабель Переносные устройства сгибаются, винты клемм ослабляются
Обработка отходов (нейтрализация) Относительная влажность 40–80 % Низкая (потенциальные брызги) Ввинчивающаяся клемма с заливкой Заливочная масса герметизирует клеммы; проверяйте каждые 2 года.
Установка и уход
Для оборудования мокрого процесса с резьбовыми клеммными соединениями обновите обычную распределительную коробку до коробки со степенью защиты IP67 или IP68 (погружной), вставьте внутрь пакеты с влагопоглотителем и залейте область клемм силиконовым или эпоксидным герметиком. Заливка устраняет все воздушные отверстия и проникновение влаги. Срок службы герметизированных клемм составляет 3-5 лет при использовании во влажной среде, что приближается к сроку службы залитого кабеля. Но заливка затрудняет повторную заделку в полевых условиях (необходимо выкопать затвердевший состав).

Ежегодно проверяйте оболочку кабеля на предмет порезов, истирания или вздутия (химического воздействия) на заформованных кабелях. Если кабель поврежден рядом с обогревателем, необходимо заменить весь обогреватель. Трос должен быть провисшим и поддерживаться рычагом или цепью, чтобы избежать контакта с краями резервуара и не повредить кабель. Нагреватели с винтовыми клеммами дешевле (400–800), чем формованные нагреватели (600–1200), но нагреватели с формованными клеммами имеют более длительный срок службы (5–8 лет по сравнению с . 1-3 годами), что делает их более экономичными для влажного оборудования. Страховая премия выплачивается за одно событие, связанное с предотвращением замены работника.

Вывод: инструменты для влажной обработки предпочитают кабель с формованным покрытием
При погружении нагревателей из PFA в инструменты для влажной обработки, в условиях кислотного тумана, высокой влажности или периодических брызг, соединение кабеля с формованным корпусом из PFA-предпочтительно по сравнению с винтовыми клеммами. Литой интерфейс образует гладкий полимерный барьер, который предотвращает проникновение влаги и коррозию клемм, а также увеличивает срок службы соединения с 1-3 лет до 5-8 лет. Более высокие первоначальные затраты (30–80 % надбавки) окупаются за счет более низкой частоты замены и устранения сбоев, связанных с подключением. Резьбовые клеммные соединения допускаются в сухих чистых помещениях (лаборатории, склады сухих химикатов) или для приборов, у которых распределительная коробка расположена за пределами влажной зоны (выносной монтаж). Формованный кабель должен быть указан для любого нагревателя внутри технологической камеры инструмента для влажной обработки или внутри влажного электрического шкафа. Вы увидите разницу в журнале обслуживания: терминалы выходят из строя каждые 18 месяцев, проблем с подключением нет в течение 5 лет. Выбор прост.