Persekitaran-Voltan Tinggi
Electrocoating menggunakan cat pada bahagian logam dengan merendamnya dalam mandi cat konduktif dan menggunakan 200-400 VDC antara bahagian dan elektrod balas. Mandian ialah larutan akueus yang mengandungi pepejal cat, pelarut, dan elektrolit. Ia hidup secara elektrik semasa operasi.
Sebarang komponen logam yang direndam dalam tab mandi-termasuk penukar haba-menjadi sebahagian daripada litar elektrik. Penukar haba logam yang dibumikan mencipta litar pintas atau, sekurang-kurangnya, laluan arus sesat yang mengganggu proses salutan, membazir kuasa elektrik dan menghakis penukar haba melalui elektrolisis.
PTFE ialah penebat elektrik dengan kerintangan isipadu melebihi 10¹⁸ ohm·cm. Penukar haba PTFE sememangnya menyediakan pengasingan elektrik yang diperlukan untuk pemanasan mandi salutan elektrik. Walau bagaimanapun, pengasingan mesti direka bentuk ke dalam sistem yang lengkap: penukar itu sendiri, paip bekalan stim, paip balik kondensat, dan struktur sokongan semuanya mesti mengekalkan pemisahan elektrik dari mandi hidup.
Keperluan Reka Bentuk Pengasingan
Ikatan tiub PTFE yang direndam dalam mandian cat adalah lengai elektrik. Voltan mandi tidak boleh mengalir melalui tiub fluoropolimer. Cabaran pengasingan adalah di sempadan: di mana penukar PTFE bersambung ke paip wap logam dan kondensat, dan di mana struktur sokongan bersentuhan kedua-dua penukar dan bangunan yang dibumikan.
Paip bekalan stim adalah logam dan dibumikan melalui dandang. Penukar haba PTFE mesti menyediakan jarak pengasingan elektrik yang mencukupi antara paip stim dibumikan dan mandi cat hidup untuk mengelakkan pengesanan voltan merentas bahagian-tidak terendam tiub PTFE. Jarak ini bergantung pada voltan mandi, persekitaran (kelembapan, pencemaran), dan piawaian keselamatan elektrik yang berkenaan.
Paip balik kondensat memberikan keperluan pengasingan yang sama. Kedua-dua sambungan salur masuk wap dan alur keluar kondensat mesti terletak di luar tab mandi, dengan tiub PTFE menyediakan laluan pengasing antara mandi hidup dan paip dibumikan.
Jadual 1:-Parameter Reka Bentuk Pengasingan Voltan Tinggi untuk Penukar Haba PTFE Salutan Elektro
| Parameter Reka Bentuk | Spesifikasi | Rasional Kejuruteraan |
|---|---|---|
| Voltan operasi mandi | 200-400 VDC | Pengasingan reka bentuk untuk voltan sistem maksimum |
| Kekuatan dielektrik PTFE | 18-24 kV/mm (jangka pendek) | Far exceeds required isolation; safety margin >50× |
| Jarak menjalar minimum (persekitaran basah) | 6-8 mm setiap 100V (setiap IEC 60664) | Menghalang pengesanan permukaan dalam keadaan lembap |
| Memerlukan panjang tiub PTFE yang tidak{0}}rendam | 200-300mm dari permukaan mandi ke sambungan logam pertama | Menyediakan jarak rayapan dengan margin |
| Pengasingan paip wap | Kepingan kili PTFE atau bebibir dielektrik | Memecahkan kesinambungan logam ke tanah |
| Pengasingan paip kondensat | Sama dengan bahagian stim | Kedua-dua kaki mesti diasingkan |
| Struktur sokongan | Bingkai PTFE atau PVDF bukan{0}}konduktif | Tiada logam yang dibumikan bersentuhan dengan penukar |
| Sokong sambungan bingkai ke bangunan | Kebuntuan bertebat pada titik penambat | Menghalang bingkai daripada dibumikan |
Reka Bentuk Rayapan dan Kelegaan
Jarak rayapan ialah laluan terpendek di sepanjang permukaan penebat antara dua konduktor pada potensi yang berbeza. Untuk penukar haba PTFE, laluan rayapan berada di sepanjang bahagian luar tiub PTFE dari permukaan mandi ke sambungan logam pertama.
Kelembapan dan pencemaran kimia dalam suasana kedai cat mengurangkan kerintangan permukaan tiub PTFE. Walaupun PTFE bersifat hidrofobik, pencemaran permukaan dari semasa ke semasa boleh mewujudkan laluan separa konduktif. Reka bentuk ini termasuk jarak rayap konservatif mengikut piawaian penyelarasan penebat IEC 60664, dengan margin tambahan untuk persekitaran industri yang tercemar.
Jarak kelegaan ialah laluan terpendek melalui udara antara dua konduktor. Bahagian tiub PTFE yang tidak terendam{1}}membekalkan kelegaan udara antara permukaan mandian hidup dan paip wap yang dibumikan. Tiub mestilah cukup panjang di atas permukaan mandian untuk menyediakan kedua-dua jarak rayapan dan jarak pelepasan yang diperlukan.
Pengasingan Paip Stim dan Kondensat
Paip bekalan wap logam yang dibumikan mesti diasingkan secara elektrik daripada penukar haba PTFE. Titik pengasingan dielektrik memecahkan laluan pengaliran logam. Pilihan termasuk:
Sekeping kili PTFE dimasukkan di antara injap bekalan stim dan pengepala penukar haba. Ini ialah bahagian paip PTFE-bergaris atau pepejal yang menyediakan keupayaan dielektrik yang sama seperti tiub penukar haba. Panjang gelendong memberikan jarak rayap yang diperlukan.
Sambungan bebibir dielektrik menggunakan-gasket bukan konduktif, lengan bolt dan pencuci. Semua bolt logam diasingkan daripada kedua-dua bebibir. Bahan gasket ialah PTFE atau elastomer yang sesuai dengan kekuatan dielektrik yang mencukupi.
Paip balik kondensat menerima rawatan pengasingan yang sama. Kedua-dua laluan bekalan dan pulangan mestilah tidak berterusan secara elektrik dari tanah.
Pengasingan Struktur Sokongan
Rangka sokongan penukar haba PTFE tidak boleh menyediakan laluan konduktif dari mandi langsung ke tanah. Bingkai dibina daripada-bahan konduktif-pepejal PTFE atau ahli struktur PVDF. Jika pengikat logam digunakan, ia diasingkan daripada penukar dan struktur bangunan dengan penebat sesendal dan pad.
Bingkai dilabuhkan ke lantai bangunan menggunakan kebuntuan bertebat yang mengekalkan jarak rayapan yang diperlukan dari bingkai ke bolt penambat yang dibumikan.
Ringkasan
Kejuruteraan pengasingan voltan tinggi-ke dalam penukar haba PTFE untuk salutan elektrik bergantung pada sifat dielektrik yang wujud PTFE digabungkan dengan reka bentuk yang teliti bagi semua sempadan sistem. Reka bentuk pengasingan termasuk panjang tiub tidak-rendam yang mencukupi untuk jarak rayapan dan kelegaan, pecahan dielektrik dalam paip stim dan kondensat serta struktur sokongan bukan-konduktif.
Reka bentuk menghalang laluan arus sesat yang akan mengganggu proses salutan dan menghakis komponen logam. Gabungan PTFE antara lengai kimia, keupayaan terma, dan penebat elektrik menjadikannya bahan pilihan untuk aplikasi yang menuntut ini.
Analisis kejuruteraan untuk reka bentuk pengasingan penukar haba PTFE salutan elektrik tersedia apabila voltan mandian, konfigurasi tangki, susun atur paip stim dan piawaian keselamatan elektrik terpakai untuk lokasi pemasangan diserahkan.
