316 स्टेनलेस स्टील शीथ दीवार की मोटाई उच्च आर्द्रता वाले वातावरण में विद्युत रिसाव वर्तमान पथ और इन्सुलेशन प्रतिरोध गिरावट को कैसे प्रभावित करती है?
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बाहरी अनुप्रयोगों, खाद्य प्रसंस्करण और फार्मास्युटिकल विनिर्माण में इलेक्ट्रिक इमर्शन हीटर के साथ काम करने वाले विद्युत सुरक्षा निरीक्षक और गुणवत्ता आश्वासन इंजीनियर हमेशा उच्च आर्द्रता सेटिंग्स में इन्सुलेशन प्रतिरोध गिरावट के बारे में चिंतित रहते हैं। प्रतिरोध तार के चारों ओर मैग्नीशियम ऑक्साइड इन्सुलेशन हाइग्रोस्कोपिक है, जिसका अर्थ है कि जब म्यान पूरी तरह से सील नहीं होता है तो हीटर सक्रिय नहीं होता है तो यह हवा से नमी लेता है। अवशोषित नमी इन्सुलेशन प्रतिरोध को कम कर देती है। इससे लीकेज करंट प्रवाहित होता है जो ग्राउंड फॉल्ट निवारण प्रणालियों को बाधित कर सकता है और, चरम स्थितियों में, बिजली के झटके के खतरे का कारण बन सकता है। 316 स्टेनलेस स्टील की शीथ सामग्री की दीवार की मोटाई नमी घुसपैठ दर और रिसाव धारा के लिए विद्युत चैनल की लंबाई दोनों को प्रभावित करती है। यह आलेख म्यान दीवार की मोटाई, नमी प्रसार और इन्सुलेशन प्रतिरोध गिरावट संबंधों का मूल्यांकन करता है और उच्च आर्द्रता सेवा के लिए चयन सुझाव प्रदान करता है।
316एसएस शीथ और अंत सील के माध्यम से नमी का प्रसार
जल वाष्प 316 स्टेनलेस स्टील की म्यान की दीवार के माध्यम से या अंत सील के माध्यम से फैल सकता है जहां प्रतिरोध तार म्यान से बाहर निकलता है, इस प्रकार एमजीओ इन्सुलेशन में प्रवेश करता है। 316 स्टेनलेस स्टील की जलवाष्प के प्रति पारगम्यता बहुत कम है, लेकिन शून्य नहीं है। 1.0 मिमी मोटी 316 के माध्यम से 40 डिग्री और 100% सापेक्ष आर्द्रता पर स्थिर अवस्था जल वाष्प प्रवेश दर लगभग 0.001 ग्राम/एम2/दिन है। यह एक वर्ष में म्यान की सतह के प्रति वर्ग मीटर में फैले 0.4 ग्राम पानी से कम होगा, जो सामान्य हीटर आकार के लिए नगण्य है। नमी के लिए मुख्य घुसपैठ तंत्र अंत सील पर सूक्ष्म छिद्रों के माध्यम से होता है, विशेष रूप से म्यान, एमजीओ और सिरेमिक टर्मिनल मोतियों के बीच संपर्क पर। 1.0 मिमी से नीचे की पतली दीवार वाली म्यान के लिए म्यान का यांत्रिक अनुपालन थर्मल साइक्लिंग के दौरान मामूली विरूपण की अनुमति देता है जो एमजीओ में नम हवा को पंप करने वाले अंतिम सील पर अंतराल को खोलता और बंद करता है। हालाँकि, उनकी अधिक कठोरता 1.8 मिमी से अधिक मोटी दीवार वाले आवरणों के लिए इस पंपिंग क्रिया को रोकती है, जिससे नमी घुसपैठ की दर 5 से 10 के कारक तक कम हो जाती है। इसलिए नमी के प्रवेश पर दीवार की मोटाई का प्रभाव अप्रत्यक्ष है, लेकिन महत्वपूर्ण है: मोटी दीवारें थर्मल साइक्लिंग के तहत अंत सील की अखंडता को बेहतर बनाए रखती हैं।
शीथ दीवार की मोटाई और रिसाव धारा की पथ लंबाई
एक बार जब नमी एमजीओ में प्रवेश कर जाती है, तो इन्सुलेशन प्रतिरोध कम हो जाता है क्योंकि पानी के अणु एमजीओ अनाज की सतह के साथ प्रवाहकीय चैनल बनाते हैं। प्रतिरोध तार से ग्राउंडेड 316 शीथ तक विद्युत रिसाव धारा को एमजीओ परत के माध्यम से रेडियल रूप से निर्देशित किया गया था। इस पथ का प्रतिरोध R=rho x ln(r2/r1) / (2 pi L) है जहां rho नम MgO की प्रतिरोधकता है, r2 और r1 MgO परत की बाहरी और आंतरिक त्रिज्या हैं और L गर्म लंबाई है। म्यान की दीवार की मोटाई बढ़ने से वास्तव में एक निश्चित बाहरी म्यान व्यास और निश्चित प्रतिरोध तार व्यास के लिए एमजीओ परत की मोटाई कम हो जाती है क्योंकि म्यान रेडियल स्थान का अधिक हिस्सा लेता है। मोटी दीवार तार और शीथ के बीच कम MgO के बराबर होती है। यह छोटी रेडियल दूरी किसी दी गई नमी सामग्री के लिए कम इन्सुलेशन प्रतिरोध की ओर ले जाती है और इस तरह रिसाव की वर्तमान समस्याओं को बढ़ा देती है। उदाहरण के लिए, 3 मिमी व्यास वाले प्रतिरोध तार के साथ 10 मिमी बाहरी व्यास वाले म्यान पर विचार करें। MgO परत की मोटाई {{16}×1.0 - 3=5 मिमी है, जबकि दीवार की मोटाई 1.0 मिमी है। 2.0 मिमी की दीवार मोटाई के साथ, एमजीओ परत की मोटाई 10 - 4 - 3=3 मिमी है। पतली MgO परत समान MgO प्रतिरोधकता के लिए रेडियल इन्सुलेशन प्रतिरोध को लगभग 40% तक कम कर देती है। इसलिए, नमी घुसपैठ के मामले में मोटी दीवार वाले आवरण कम इन्सुलेशन प्रतिरोध के प्रति अधिक संवेदनशील होते हैं क्योंकि रिसाव वर्तमान चैनल को बाधित करने के लिए कम एमजीओ होता है।
अंतिम सील अखंडता के लिए महत्वपूर्ण दीवार की मोटाई
निम्न तालिका प्रत्याशित तापीय चक्र आवृत्ति और विस्तारित भंडारण या निष्क्रिय समय के बाद आवश्यक इन्सुलेशन प्रतिरोध के आधार पर उच्च आर्द्रता स्थितियों के लिए विद्युत विसर्जन हीटरों के लिए 316 म्यान दीवार की मोटाई का सुझाव देती है। मान सिरेमिक मोतियों और एपॉक्सी या सिलिकॉन सील के साथ विशिष्ट अंत सील निर्माण मानते हैं।
आर्द्रता वातावरण प्रति वर्ष थर्मल चक्रों की अपेक्षित संख्या अनुशंसित न्यूनतम 316 दीवार की मोटाई अनुशंसित अधिकतम 316 दीवार की मोटाई उच्च आर्द्रता में एक वर्ष के बाद अपेक्षित इन्सुलेशन प्रतिरोध नमी प्रवेश 2. प्रमुख तंत्र
कभी-कभी उच्च आर्द्रता (समय के 50% से कम) 100 0.8 मिमी से नीचे 1.6 मिमी 100 मेगाह्म से अधिक अंत सील प्रसार
लगातार उच्च आर्द्रता (80-100% आरएच) 100 1.0 मिमी 2.0 मिमी 50 - 200 मेगाहोम्स डिफ्यूजन एंड सील से कम
दैनिक थर्मल साइकलिंग के साथ लगातार उच्च आर्द्रता 200 - 500 1.4 मिमी 2.5 मिमी 10 - 100 मेगाह्म अंत सील पर थर्मल पंपिंग
संघनक आर्द्रता (बार-बार धुलना या ओस) 100 - 300 1.6 मिमी 2.5 मिमी 5 - 50 मेगाह्म थर्मल पंपिंग और सीधा प्रवेश
आर्द्रता संपीड़न दबाव धुलाईकोई भी 2.0 मिमी 2.5 मिमी 1 - 20 मेगाह्म हर्मेटिक सील आवश्यक, सीधा जल प्रवेश
Any humidity Heater always on Any 0.8 mm 2.5 mm >1,000 मेगाह्म गर्मी नमी को हटा देती है; कोई गिरावट नहीं
हालाँकि, लगातार उच्च आर्द्रता और लगातार तापमान चक्र वाले अनुप्रयोगों के लिए 1.6 मिमी या उससे अधिक मोटी 316 शीथ की सलाह दी जाती है, भले ही एमजीओ परत की मोटाई कम हो। अंत सील की अखंडता का लाभ कम रिसाव मार्ग की लंबाई के नुकसान को दूर करता है। ऐसी सेटिंग्स में इंजीनियरों को एक नमी प्रतिरोधी अंत सील डिज़ाइन भी निर्दिष्ट करना चाहिए, उदाहरण के लिए एक हेर्मेटिक ग्लास {{6} से - धातु सील या एक मध्यवर्ती सुखाने कक्ष के साथ एक डबल एपॉक्सी बाधा।
पतली दीवार वाले शीथ के इन्सुलेशन प्रतिरोध में सुधार के लिए डिजाइनिंग परिवर्तन
उच्च {{0}आर्द्रता वाली स्थितियों में जहां एक पतली {{1}दीवार वाली 316 म्यान होती है<1.2 mm is generally employed for thermal response reasons, three design adjustments exist for maintaining insulation resistance. The first is to apply a moisture barrier coating over the whole sheath and end seal assembly. A conformal coating of parylene or silicone, 50 to 100 microns thick, reduces moisture intrusion by a factor of 10 to 50. The second change is the fitting of a low wattage stand-by heater circuit to maintain the sheath temperature at 50-60 deg C when idling. This keeps the MgO heated enough to avoid condensation of moisture and chases off any water that has been absorbed. Normally the power required is 5-10% of the full heater rating. The third change is the addition of a desiccant filled breather vent to the terminal housing. The desiccant takes moisture before it can get to the end seals. A color-indicating desiccant will change colour when saturated, so that it may be seen inspected and replaced in a timely manner. For essential applications where insulation resistance below 1 megohm can pose a safety threat, engineers should design a heater-service-rated ground fault circuit interrupter. If the MgO insulation has decayed, this provides some protection if there is a leakage over 5-30 mA the GFCI trips. When ordering heaters for high humidity locations, always obtain the insulation resistance test results after 48 hours exposure to 95% relative humidity at 40°C. Most industrial uses call for a heater that will hold 10 megohms or higher under these conditions. If the heater is below 1 megohm it may need more sealing or a different wall thickness.
