L-आकार के PTFE इमर्शन हीटर में हीटर बेंड रेडियस का क्या महत्व है?

एल - आकार के पीटीएफई हीटर उथले टैंकों के लिए लोकप्रिय हैं, लेकिन मोड़ जो उन्हें अपना आकार देता है वह एक संभावित कमजोर बिंदु है जब तक कि इसे सही ढंग से नहीं बनाया जाता है। यह मोड़ त्रिज्या मनमाना नहीं है, बल्कि हीटर की यांत्रिक अखंडता और जीवनकाल के सापेक्ष एक महत्वपूर्ण आकार है। एल-आकार के पीटीएफई इमर्शन हीटर को बहुत जोर से मोड़ने पर म्यान के अंदर क्षतिग्रस्त हो सकते हैं, जिससे हीटर के साथ कठिनाई के किसी भी बाहरी संकेतक होने से पहले ही विफलता हो सकती है।

झुकने और उसके बाद थर्मल साइक्लिंग के दौरान आंतरिक हीटिंग तत्व के अस्तित्व के लिए पीटीएफई हीटर का मोड़ त्रिज्या डिजाइन महत्वपूर्ण है। यदि मोड़ त्रिज्या बहुत छोटा है, तो नाजुक धातु कोर टूट जाएगा या पीटीएफई शीथ कोर से अलग हो जाएगा, जिससे आंतरिक गुहाएं उत्पन्न होंगी जो विद्युत सुरक्षा और गर्मी हस्तांतरण को कम कर देंगी।

यह समझना कि पीटीएफई हीटर कैसे बनाया जाता है
एक PTFE विसर्जन हीटर में एक ठोस PTFE आवरण के अंदर सील किया गया एक धातु प्रतिरोध तार (आमतौर पर निकल - क्रोमियम या समान मिश्र धातु) होता है। प्रतिरोध तार के माध्यम से विद्युत धारा प्रवाहित की जाती है जिससे वह गर्म हो जाता है। PTFE जैकेट विद्युत इन्सुलेशन, रासायनिक प्रतिरोध और यांत्रिक सुरक्षा प्रदान करता है।

PTFE हीटरों में कोई निःशुल्क भरण सामग्री नहीं होती है। धातु {{1}शीथेड हीटर (इंकोलॉय या टाइटेनियम) में संपीड़ित मैग्नीशियम ऑक्साइड पाउडर से घिरा एक हीटिंग तत्व होता है। पीटीएफई को या तो तुरंत बाहर निकाला जाता है या प्रतिरोध तार के चारों ओर ढाला जाता है। इस निर्माण के लिए हीटर को मोड़ते समय धातु के तार और PTFE को समकालिक रूप से विकृत करने की आवश्यकता होती है। दोनों सामग्रियों में काफी भिन्न यांत्रिक गुण हैं। धातु का कोर लचीला है, लेकिन अचानक झुकने पर टूट सकता है, जबकि पीटीएफई लचीला है, लेकिन अगर पर्याप्त रूप से खींचा जाए तो धातु की सतह से टुकड़े-टुकड़े हो सकता है।

न्यूनतम मोड़ त्रिज्या क्या है? यह क्यों मायने रखती है?
न्यूनतम मोड़ त्रिज्या वह न्यूनतम त्रिज्या है जिस पर हीटर को आंतरिक संरचना को स्थायी नुकसान पहुंचाए बिना मोड़ा जा सकता है। पीटीएफई हीटरों में धातु लपेटे हुए विसर्जन हीटरों की तुलना में बहुत अधिक न्यूनतम मोड़ त्रिज्या होती है। इसका कारण यह है कि पीटीएफई में धातु शीथेड सिस्टम की तरह झुकने वाले भार को वितरित करने के लिए पाउडर बेड के समर्थन का अभाव है।

वास्तव में, पीटीएफई हीटरों के लिए एक सामान्य नियम यह है कि हीटर के बाहरी म्यान व्यास का न्यूनतम मोड़ त्रिज्या 5 से 6 गुना होना चाहिए। उदाहरण के लिए, 10 मिमी के बाहरी व्यास वाले PTFE हीटर को कम से कम 50-60 मिमी के मोड़ त्रिज्या की आवश्यकता होती है। इस दायरे से अधिक कसकर झुकने से तीन अलग-अलग विफलता जोखिम उत्पन्न होते हैं:

आंतरिक धातु कोर क्रैकिंग - प्रतिरोध तार एक सतत धातु तत्व है। तार को उसकी न्यूनतम त्रिज्या से अधिक मोड़ने से तार में छोटे-छोटे टूट-फूट हो जायेंगे। ये ब्रेक स्थानीय स्तर पर विद्युत प्रतिरोध को बढ़ाते हैं, जिससे गर्म क्षेत्र बनते हैं जो अंततः तार के माध्यम से पिघल जाएंगे।

पीटीएफई शीथ को धातु कोर से अलग करना - पीटीएफई का धातु के साथ खराब आसंजन होता है। बहुत अधिक झुकने का तनाव पीटीएफई और प्रतिरोध तार के बीच इंटरफेस के प्रदूषण का कारण बन सकता है। परिणामी वायु अंतराल एक थर्मल इन्सुलेटर है। तार ज़्यादा गरम हो जाता है और बाहरी आवरण ठंडा रहता है। यह स्थिति तार टूटने की गति को बढ़ा देती है।

आंतरिक शून्य पीढ़ी - शीथ प्रदूषण से रिक्तियां उत्पन्न होती हैं। इन रिक्तियों में आयनित हवा या नमी शामिल हो सकती है जो कोरोना डिस्चार्ज या आंतरिक आर्किंग का कारण बन सकती है। समय के साथ आर्क पीटीएफई इन्सुलेशन को खत्म कर देता है, जिसके परिणामस्वरूप ग्राउंड फॉल्ट या शॉर्ट सर्किट होता है।

क्षेत्र के अनुभव से पता चलता है कि खराब डिजाइन वाले मोड़ वाले हीटर आमतौर पर स्थापना के कुछ हफ्तों या महीनों के भीतर विफल हो जाते हैं; ठीक से मुड़े हुए हीटर वर्षों तक चलते हैं। विफलता को आमतौर पर एक खुले सर्किट (टूटे हुए तार) या ग्राउंड फॉल्ट के रूप में पहचाना जाता है, दोनों ही मोड़ क्षेत्र से उत्पन्न होते हैं।

विनिर्माण पर पीटीएफई हीटर बेंड रेडियस के डिजाइन का प्रभाव
पीटीएफई हीटर के लिए उचित मोड़ त्रिज्या को डिजाइन करना केवल एक ड्राइंग पर एक संख्या डालने से कहीं अधिक है। अवशिष्ट तनाव के बिना मोड़ उत्पन्न करने के लिए विनिर्माण प्रक्रिया को स्वयं प्रबंधित करना होगा। प्रसिद्ध निर्माता निम्नलिखित तरीके अपनाते हैं:

गर्म मेन्ड्रेल - PTFE हीटर को एक मेन्ड्रेल के चारों ओर लपेटा जाता है जिसे ऐसे तापमान पर गर्म किया जाता है जो PTFE के पिघलने बिंदु (लगभग 327 डिग्री) से नीचे होता है, लेकिन सामग्री को अधिक लचीला बनाने के लिए पर्याप्त होता है। सामान्य झुकने का तापमान 150 डिग्री से 200 डिग्री होता है।

नियंत्रित शीतलन - आंतरिक तनाव से राहत के लिए हीटर को मोड़ने के बाद धीरे-धीरे ठंडा किया जाता है। तीव्र शीतलन अवशिष्ट तनावों को रोक सकता है जो बाद में थर्मल साइक्लिंग के दौरान दरार का कारण बन सकता है।

दृश्य और विद्युत परीक्षण - शिपमेंट से पहले छिपी हुई क्षति को प्रकट करने के लिए इन्सुलेशन प्रतिरोध और निरंतरता के लिए बेंट हीटर की जांच की जानी चाहिए।

यह उल्लेखनीय है कि कोल्ड बेंडिंग, यानी कमरे के तापमान पर पीटीएफई हीटर को मोड़ना, आमतौर पर कभी भी उचित नहीं होता है। ठंडा झुकने से तनाव सांद्रता उत्पन्न होती है जिससे तेजी से या विलंबित विफलता होने की संभावना होती है। पीटीएफई से बना कोई भी एल आकार का हीटर जो देखने पर ऐसा लगता है कि वह ठंड से मुड़ा हुआ है, संदिग्ध है।

सामान्य पीटीएफई हीटर व्यास अनुशंसित बेंड त्रिज्या
निम्न तालिका बाहरी म्यान व्यास के अनुसार पीटीएफई विसर्जन हीटर के लिए आवश्यक न्यूनतम झुकने वाली त्रिज्या दिखाती है। इन आंकड़ों की गणना बाहरी व्यास के 6x के मोड़ त्रिज्या पर की जाती है, जो एक रूढ़िवादी और आम तौर पर स्वीकृत नियम है।

हीटर का बाहरी व्यास (मिमी) हीटर का बाहरी व्यास (इंच) न्यूनतम मोड़ त्रिज्या (मिमी) न्यूनतम मोड़ त्रिज्या (इंच)
6.0 0.24 36 1.4 8.0 0.31 48 1.9 10.0 0.39 60 2.4 12.0 0.47 72 2.8 14.0 0.55 84 3.3 16.0 0.63 96 3.8 *नोट: कुछ निर्माता छोटे व्यास वाले हीटरों के लिए या कम थर्मल साइक्लिंग वाले अनुप्रयोगों के लिए एक सख्त त्रिज्या (उदाहरण के लिए . 5x व्यास) की मांग कर सकते हैं। *निर्माता की सिफारिशें हमेशा सामान्य सिफारिशों से आगे निकल जाती हैं।

बेंड रेडियस स्पेक्स का पालन न करने के परिणाम
यदि एल -आकार का पीटीएफई हीटर न्यूनतम अनुशंसित से कम मोड़ त्रिज्या के साथ फिट किया गया है, तो आपको निम्नलिखित लक्षण दिखाई दे सकते हैं:

आंतरायिक हीटर संचालन - थर्मल विस्तार के कारण प्रतिरोध तार में दरारें खुल और बंद हो सकती हैं, जिससे हीटर अचानक चालू और बंद हो सकता है।

इंसुलेशन प्रतिरोध कम होने से - सूक्ष्म दरारें या आंतरिक आर्किंग के माध्यम से नमी की घुसपैठ के कारण मेगाहोमीटर से मापा जाने वाला इंसुलेशन प्रतिरोध अनुमेय सीमा (आमतौर पर 10 मेगाह्म या उससे कम) से नीचे गिर सकता है।

मोड़ पर दिखाई देने वाला मलिनकिरण - मोड़ पर भूरा या काला पीटीएफई टूटे हुए तार या डेलेमिनेटेड शून्य के कारण स्थानीयकृत अति ताप हो सकता है।

समय से पहले ग्राउंड फॉल्ट ट्रिपिंग वैक्यूम के आर-पार आर्किंग करने से ग्राउंडेड टैंक या माउंटिंग संरचना के लिए एक प्रवाहकीय चैनल विकसित होता है।

वास्तव में कई टैंक संचालक यह मानते हैं कि किसी दिए गए व्यास का कोई भी L{0}}आकार का हीटर किसी भी आवश्यक कोण पर झुकाया जा सकता है। यह सच नहीं है। मोड़ त्रिज्या नियंत्रण पैरामीटर है न कि मोड़ कोण। बड़े त्रिज्या के साथ 90 डिग्री का मोड़ सुरक्षित है, छोटे त्रिज्या के साथ 90 डिग्री का मोड़ हानिकारक है। दूसरी ओर, छोटे दायरे के साथ 45 डिग्री का मोड़ उतना ही हानिकारक हो सकता है जितना तेज मोड़।

उथले टैंकों और कस्टम ज्योमेट्रीज़ के लिए अनुप्रयोग संबंधी विचार L-आकार का क्षैतिज पैर टैंक के नीचे से नीचे की ओर चलता है, जो हीटिंग सतह क्षेत्र को अधिकतम करता है और ऊर्ध्वाधर पैर (ठंडे क्षेत्र और टर्मिनलों के साथ) को तरल से बाहर रखता है।

ऐसे हीटर के निर्माण में पीटीएफई हीटर मोड़ त्रिज्या डिजाइन को टैंक के आंतरिक आयामों के साथ समन्वित किया जाना चाहिए। मोड़ के लिए उपलब्ध क्षेत्र टैंक के नीचे से तरल की सतह तक की ऊर्ध्वाधर दूरी के साथ-साथ ठंडे क्षेत्र की आवश्यक लंबाई है। यदि टैंक का कोना बहुत नुकीला है, तो बड़े मोड़ त्रिज्या वाला सामान्य L-आकार काम नहीं कर सकता है। ऐसे मामलों में, वैकल्पिक समाधान हैं:

छोटे क्षैतिज पैर के साथ, छोटे गर्म क्षेत्र को स्वीकार करते हुए।

एक छोटे व्यास वाले PTFE हीटर को निर्दिष्ट करना (आनुपातिक रूप से कम मोड़ त्रिज्या के साथ)।

अधिक त्रिज्या वाले कस्टम मेड हीटर का उपयोग करना और माउंटिंग स्थिति को बदलना।

यह ध्यान देने योग्य है कि अंतिम उपयोगकर्ता द्वारा पीटीएफई हीटरों का क्षेत्र मोड़ना उचित नहीं है। मोड़ त्रिज्या बाहरी रूप से ठीक दिख सकती है, लेकिन गर्म खराद का धुरा और नियंत्रित शीतलन के उपयोग के बिना आंतरिक तनाव अव्यक्त विफलता का कारण बन सकता है। हीटर के मोड़ निर्माता द्वारा फैक्ट्री में बनाए जाने चाहिए।

निष्कर्ष।
एल-आकार के पीटीएफई हीटरों की विश्वसनीयता सही मोड़ त्रिज्या विनिर्देश और निर्माण पर निर्भर करती है। न्यूनतम मोड़ त्रिज्या, आमतौर पर बाहरी म्यान व्यास का 5 से 6 गुना, आंतरिक धातु कोर को टूटने और कोर से पीटीएफई म्यान को अलग होने से बचाता है। बहुत अधिक मोड़ त्रिज्या के परिणामस्वरूप आंतरिक शून्यता, तार फ्रैक्चर और आर्किंग हो जाएगा, जो समय से पहले विफलता का कारण बनेगा जिसे केवल बाहरी निरीक्षण से पता लगाना मुश्किल हो सकता है।

"पीटीएफई हीटर बेंड रेडियस डिज़ाइन पर बाद में विचार नहीं किया जा सकता है। यह कुछ ऐसा होना चाहिए जो सामग्री के यांत्रिक प्रतिबंधों और टैंक की ज्यामितीय सीमाओं को ध्यान में रखते हुए शुरू से ही हीटर की विशिष्टता में हो। इंजीनियरिंग कस्टम हीटर ज्यामिति रूप और कार्य को संतुलित करने की एक कला है; एल आकार वांछित है लेकिन साथ ही हीटिंग तत्व की संरचनात्मक अखंडता से समझौता नहीं किया जाना चाहिए।

टैंक ऑपरेटरों और विनिर्देशन इंजीनियरों के लिए मूल बात यह है: कभी भी स्पष्ट रूप से तीव्र वक्र वाले एल - आकार के पीटीएफई हीटर को स्वीकार न करें। मोड़ त्रिज्या को मापें या निर्माता से मोड़ त्रिज्या कागजी कार्रवाई के लिए पूछें। एक हीटर जो सही दिखता है लेकिन बहुत कसकर मुड़ा हुआ है वह अंततः सबसे खराब समय पर बार-बार जलेगा। न्यूनतम मोड़ त्रिज्या का सम्मान करने से PTFE विसर्जन हीटर का संपूर्ण जीवनकाल और सुरक्षा मिल सकती है।