विद्युत टर्मिनलों पर घनीभूत जंग को रोकने के लिए पीएफए हीटर की कोल्ड पिन लंबाई को सही ढंग से कैसे निर्दिष्ट करें?
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पीएफए हीटर के कोल्ड पिन धातु के टर्मिनल होते हैं जो ठंडे खंड (हीटर का वह हिस्सा जो डूबा नहीं होता है) के शीर्ष से जंक्शन बॉक्स में निकलते हैं जहां विद्युत कनेक्शन बनाए जाते हैं। यदि कोल्ड पिन की लंबाई बहुत कम है, तो टर्मिनल गर्म पीएफए बॉडी के बहुत करीब हैं। यदि टर्मिनल ओस बिंदु से नीचे हैं, तो आसपास की हवा में नमी टर्मिनलों पर संघनित हो जाएगी। ठंडे पिनों को ऊपर स्थानांतरित की गई गर्मी उन्हें गर्म रखती है - लेकिन केवल तभी जब पिन थर्मल ग्रेडिएंट उत्पन्न करने के लिए पर्याप्त लंबे हों। क्योंकि पिन की लंबाई छोटी और ठंडी होती है, टर्मिनल ठंडे चलते हैं जो विद्युत कनेक्शन पर टैंक (एसिड मिस्ट, क्लोरीन, अमोनिया) से संक्षारक वाष्प के संघनन को प्रोत्साहित करते हैं। संघनित रसायन टर्मिनलों के क्षरण का कारण बनते हैं जिससे संपर्क प्रतिरोध बढ़ता है, ताप बढ़ता है और अंततः कनेक्शन ढह जाता है। अधिकांश औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए, पीएफए कोल्ड सेक्शन से टर्मिनल टिप तक न्यूनतम कोल्ड पिन की लंबाई 70-100 मिमी है। प्रतिकूल वाष्प स्थितियों (एचसीएल, एचएफ, सीएल2, एनएच3) के लिए 120-150 मिमी निर्दिष्ट करें ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि टर्मिनल ओस बिंदु से ऊपर हैं।
कोल्ड पिन का थर्मल ग्रेडिएंट
कोल्ड पिन (आम तौर पर निकल -प्लेटेड तांबा या स्टेनलेस स्टील) आंतरिक हीटिंग तत्व से आता है, पीएफए कोल्ड सेक्शन से होकर गुजरता है और जंक्शन बॉक्स में समाप्त होता है। हीटिंग तत्व से प्रसारित गर्मी के कारण कोल्ड पिन बेस (पीएफए में एम्बेडेड) उच्च तापमान पर होता है, आमतौर पर 80-120 डिग्री। विद्युत कनेक्शन की सुरक्षा के लिए कोल्ड पिन की नोक (जहां तार जुड़े हुए हैं) परिवेश के तापमान पर या उसके करीब होनी चाहिए। पिन के नीचे तापमान परिवर्तन थर्मल चालन समीकरण द्वारा निर्धारित किया जाता है। पिन तापमान प्रोफ़ाइल एक विशिष्ट लंबाई λ=√ k × A h × P के साथ तेजी से परिवेश के करीब पहुंचती है, जहां k तापीय चालकता है (तांबे के लिए ≈ 400 W/mK, स्टेनलेस स्टील के लिए 15 W/mK), A क्रॉस अनुभागीय क्षेत्र है, h संवहन द्वारा परिवेशी वायु में होने वाली गर्मी हानि है (h ≈ 10 - 20 W/m2.K) और P पिन का परिमाप है। 6 मिमी व्यास वाले तांबे के पिन के लिए A=28 mm2, P=19 mm, λ ≈ √ ( 400 x 2.8e-5 ) / ( 15 x 0.019 ) {{25 }} √ ( 0.0112 / 0.285 ) {{28 }} √ {{29 }} मी {{30 }} मिमी । पिन को परिवेशीय तापमान तक ठंडा होने में लगभग 200 मिमी की लंबाई लगती है। स्टेनलेस स्टील के लिए (k=15 W/m. K) λ≈ √(15×2.8e-5/15×0.019)= √(0.00042/0.285)= √0.00147=0.038 m=38 मिमी कम चालकता एक तीव्र ढाल देती है और स्टेनलेस स्टील पिन छोटे होते हैं। हालाँकि, स्टेनलेस स्टील में तांबे की तुलना में अधिक विद्युत प्रतिरोध होता है और इस प्रकार यह कनेक्शन पर अधिक ओमिक हीटिंग पैदा करेगा। अधिकांश ग्रेड पीएफए हीटर कम विद्युत प्रतिरोध और लंबी लंबाई के लिए कॉपर कोल्ड पिन (सोना या निकल प्लेटेड) का उपयोग करते हैं।
वास्तव में, 70-100 मिमी (पीएफए सतह से टिप तक) लंबाई के तांबे के ठंडे पिन का टिप तापमान सामान्य परिचालन स्थितियों के तहत परिवेश से 30-50 डिग्री अधिक होगा। 30C परिवेश में, टिप 60°C तक पहुंच सकता है - अधिकांश स्थितियों के लिए यह अभी भी ओस बिंदु से ऊपर है। ठंडी सेटिंग में 10 डिग्री परिवेश में, मध्यम आर्द्रता (60-70% आरएच) के साथ टिप 40-50 डिग्री हो सकती है - फिर भी ओस बिंदु से ऊपर। कठोर वाष्प सेटिंग के लिए लंबे पिनों की अनुशंसा की जाती है (120-150 मिमी)। टिप एसिड या रासायनिक वाष्प के ओस बिंदु से ऊपर होनी चाहिए जो 20-40 डिग्री तक कम हो सकती है।
पर्यावरण के अनुसार अनुशंसित कोल्ड पिन लंबाई विशिष्ट परिवेश तापमान वाष्प संरचना संक्षारक वाष्प ओस बिंदु न्यूनतम कोल्ड पिन लंबाई (तांबा) अनुशंसित पिन सामग्री
इनडोर (नियंत्रण कक्ष), सूखा, साफ 20-30 डिग्री कोई संक्षारक धुआं नहीं एन/ए 50 मिमीतांबा, निकल चढ़ाया हुआ
सामान्य उपयोग औद्योगिक (कोई आक्रामक वाष्प नहीं) 10 से 40 डिग्री कम आर्द्रता, कभी-कभी धूल 15 से 25 डिग्री 70 मिमी तांबा, निकल-प्लेटेड
प्लेटिंग लाइन (एसिड मिस्ट: एचसीएल, एच₂SO₄) एसिड मिस्ट, 30-80% 20-40 डिग्री आरएच 30{6}}45 डिग्री (एसिड ओस बिंदु) 100 मिमी तांबा, सोना-प्लेटेड (संक्षारण प्रतिरोधी)
क्लोरीनीकरण या ब्लीचिंग (सीएल2, सीएलओ2) 10-50 डिग्री सेल्सियस क्लोरीन, गीला 35-55 डिग्री सेल्सियस 120 मिमी स्टेनलेस स्टील (Cu सीएल2 में संक्षारक होता है) एचएफ नक़्क़ाशी लाइन (हाइड्रोफ्लोरोइक एसिड धुंध) 20-40 डिग्री सेल्सियस एचएफ वाष्प, बहुत संक्षारक 25-40 डिग्री सेल्सियस 100 मिमी स्टेनलेस स्टील या मोनेल (एचएफ द्वारा हमला किया गया घन)
अमोनिया या अमीन सेवा 10-30 डिग्री एनएच3 वाष्प 15-25 डिग्री (कम) 70 मिमी कॉपर (एनएच3 स्टेनलेस को नष्ट कर देता है)
बाहरी, समशीतोष्ण जलवायु -10 से 40 डिग्री परिवेशी आर्द्रता, वर्षा वेरिएबल 100 मिमी कॉपर वेदरप्रूफ कनेक्टर बॉक्स के साथ
बाहरी, ठंडी जलवायु -20 से 30 डिग्री पर्यावरण 0 डिग्री से नीचे (बर्फ) 120 मिमी (जंक्शन बॉक्स में हीटर के साथ) तांबे के लिए टर्मिनल ब्लॉक हीटर
स्वच्छ कक्ष (फार्मास्युटिकल, सेमीकंडक्टर) 20-25 डिग्री HEPA फ़िल्टर्ड, सूखा<10°C 50–70 mm Copper, nickel plated
गीला, आर्द्र, उष्णकटिबंधीय 25-35 डिग्री, 90% आरएच उच्च आर्द्रता 30-33 डिग्री 100 मिमी कॉपर सील कनेक्शन बॉक्स के साथ
कोल्ड पिन की लंबाई कम होने के परिणाम
यदि कोल्ड पिन पर्यावरण के लिए बहुत छोटे हैं (उदाहरण के लिए . 30-50 मिमी), तो टर्मिनल ठंडे चलेंगे (30C परिवेश में 30-50C)। यदि टर्मिनल तापमान ओस बिंदु से कम है, तो टर्मिनलों पर हवा से नमी संघनित हो जाती है। 30 डिग्री और 80% आरएच के परिवेश तापमान के लिए, ओस बिंदु 26 डिग्री है। 30 डिग्री पर टर्मिनल ओस बिंदु के ठीक ऊपर हैं। 28 डिग्री पर टर्मिनलों पर संघनन मौजूद रहेगा। एसिड मिस्ट के साथ चढ़ाना लाइनों में, संघनित नमी एचसीएल या एच₂SO₄ उठाती है, जिससे टर्मिनलों पर एक प्रवाहकीय अम्लीय समाधान उत्पन्न होता है। इलेक्ट्रोकेमिकल संक्षारण तेज़ होता है: तांबे के टर्मिनल हरे या काले हो जाते हैं, संपर्क प्रतिरोध बढ़ जाता है, और I²R हानि के कारण टर्मिनल गर्म हो जाता है। एक संक्षारित समाप्ति 100-200 डिग्री के तापमान तक पहुंच सकती है, तार इन्सुलेशन को पिघला सकती है, और विद्युत आग या जमीन की खराबी का कारण बन सकती है। इलेक्ट्रोप्लेटिंग सुविधा फ़ील्ड डेटा से पता चलता है कि 70 मिमी से कम कोल्ड पिन वाले हीटरों में टर्मिनल संक्षारण दर 100 मिमी पिन वाले हीटरों की तुलना में 5-10 अधिक होती है। छोटे पिन 12-24 महीनों में विफल हो जाते हैं; लंबे पिन 5-8 साल तक जीवित रहते हैं।
छोटी ठंडी पिन लंबाई के निरीक्षण से साक्ष्य: टर्मिनलों पर हरे या सफेद संक्षारण उत्पाद, कनेक्शन के पास तार का तार इन्सुलेशन, पिघले हुए तार के नट या क्रिम्प, रुक-रुक कर हीटर संचालन (कनेक्शन गर्म हो जाता है, प्रतिरोध बढ़ जाता है, हीटर बंद हो जाता है; कनेक्शन ठंडा हो जाता है, प्रतिरोध कम हो जाता है, हीटर चालू हो जाता है)।
खरीद विशिष्टता भाषा
पीएफए हीटर निर्दिष्ट करने वाले इंजीनियरों को निम्नलिखित कोल्ड पिन आवश्यकताओं को निर्दिष्ट करना चाहिए:
पीएफए कोल्ड सेक्शन सतह से टर्मिनल टिप तक कोल्ड पिन की न्यूनतम लंबाई: ___ मिमी (पर्यावरण के अनुसार भरें: 70 मिमी सामान्य, 100 मिमी एसिड मिस्ट, 120 मिमी क्लोरीन या एचएफ, 150 मिमी बाहरी ठंडी जलवायु)
कोल्ड पिन सामग्री: तांबा, निकल चढ़ाया हुआ (मानक); तांबा, सोना चढ़ाया हुआ (एसिड मिस्ट के लिए); स्टेनलेस स्टील 316 (सीएल2 या एचएफ के लिए); मोनेल (उच्च क्लोराइड वाले एचएफ के लिए)
शीत पिन व्यास. यह तांबे के लिए कम से कम 5 मिमी, स्टेनलेस स्टील के लिए 6 मिमी (ताकत और थर्मल द्रव्यमान बनाए रखने के लिए) होना चाहिए।
पिन इंटरफ़ेस के साथ वाष्प के प्रवेश को रोकने के लिए कोल्ड पिन को पीएफए कोल्ड सेक्शन में मोल्डेड या कम्प्रेशन सील के साथ सील किया जाएगा।
जंक्शन बॉक्स को टर्मिनल युक्तियों के साथ बॉक्स के नीचे से कम से कम 20 मिमी (3/4 इंच) ऊपर स्थित होना चाहिए ताकि किसी भी संघनन को कनेक्शन से दूर जाने की अनुमति मिल सके।
कोल्ड पिन लंबाई के साथ मौजूदा हीटरों के लिए एक संभावित रेट्रोफिटिंग विकल्प, जो बहुत छोटा है, एक स्पेसर (50 से 100 मिमी ऊंचाई, पीवीसी, पीपी या धातु से निर्मित) के साथ जंक्शन बॉक्स को लंबा करना है जो टर्मिनलों को गर्म पीएफए बॉडी से दूर धकेलता है। स्पेसर ने हीटर को संशोधित किए बिना प्रभावी कोल्ड पिन की लंबाई बढ़ा दी। हालाँकि, वाष्प के प्रवेश को रोकने के लिए स्पेसर को पीएफए के ठंडे हिस्से में सील किया जाना चाहिए। यह शुरू से ही सटीक लंबाई निर्धारित करने की तुलना में कम भरोसेमंद है, लेकिन गैर-आक्रामक परिस्थितियों में जीवन को 1{6}}2 साल तक बढ़ा सकता है।
निष्कर्ष: आक्रामक वाष्प वातावरण के लिए न्यूनतम 100 मिमी
विशिष्ट औद्योगिक अनुप्रयोग के लिए, पीएफए हीटर कोल्ड पिन की लंबाई 70 मिमी से कम न चुनें। कठोर वाष्प वातावरण (एसिड मिस्ट, क्लोरीन, एचएफ, अमोनिया) के लिए कोल्ड पिन की लंबाई 100-120 मिमी निर्दिष्ट करें। यह विद्युत कनेक्शनों पर संघनन क्षरण को रोकेगा। निकेल या सोना मढ़वाया तांबे के कोल्ड पिन में कम विद्युत प्रतिरोध होता है, लेकिन आवश्यक तापमान ढाल प्रदान करने के लिए लंबी लंबाई (100-150 मिमी) की आवश्यकता होती है। स्टेनलेस स्टील पिन छोटे होते हैं (40-70 मिमी उपयुक्त) लेकिन उनमें उच्च विद्युत प्रतिरोध होता है और तांबे के संक्षारण होने पर सीएल2 और एचएफ ड्यूटी के लिए आवश्यक होते हैं। इंजीनियरों को कोल्ड पिन की लंबाई, सामग्री और पर्यावरणीय परिस्थितियों से मेल खाना चाहिए। लंबे कोल्ड पिन का अतिरिक्त खर्च (नगण्य सीमांत सामग्री लागत) टर्मिनल जंग, कनेक्शन विफलता और संभावित आग के खतरे की लागत के सापेक्ष छोटा है। यदि कोई हीटर 10 साल तक ठीक से काम करता है, लेकिन फिर 2 साल के बाद जंग लगे टर्मिनलों के कारण बिजली खराब हो जाती है, तो यह अच्छे ग्रेड का हीटर नहीं है। इसमें कोल्ड पिन मानक विफलता है। राज्य की लंबाई की जाँच करें. अनुपालन के लिए प्राप्त हीटरों की जाँच करें। कोल्ड पिन एक मामूली तत्व है जिसका विश्वसनीयता पर बड़ा प्रभाव पड़ता है। इसे केवल निर्माता के डिफ़ॉल्ट पर सेट न छोड़ें।
