Dažni gedimų režimai ir kaip jų išvengti naudojant itin{0}}žemos temperatūros kasečių šildytuvus
Šis modelis kartojasi visose pramonės šakose: standartiniai kasetiniai šildytuvai, sumontuoti kriogeninėse sistemose, greitas gedimas, pakeitimas panašiais įrenginiais ir nuolatiniai gedimai. Norint nutraukti šį ciklą, reikia suprasti, kodėl netinkamai nurodyti šildymo elementai sugenda šaltomis sąlygomis ir kaip tinkamai sukurti sprendimai apsaugo nuo šių gedimų.
Šiluminio smūgio įtrūkimasyra dažniausiai pasitaikantis gedimo būdas. Kai šildytuvas pereina nuo kambario temperatūros iki -196 laipsnių, medžiagos iškart susitraukia. Standartiniai kasetiniai šildytuvai, pagaminti naudojant įprastas medžiagas ir technologijas, negali susidoroti su šiuo matmenų pokyčiu. Apvalkalų medžiagos plyšta, vidinės jungtys nutrūksta, o izoliacinės savybės blogėja. Specializuotose kriogeninėse konstrukcijose naudojamos medžiagos, kurios, kaip žinoma, išlieka lanksčios esant žemai temperatūrai ir nuspėjamai plečiasi kaitinant.
Sprendimas apima apvalkalo medžiagų, pvz., Inconel 600 arba 625, pasirinkimą, kuris palaiko lankstumą visame temperatūros diapazone. Didelio -tankio tankinimo metodai, kurių tankis viršija 3,2 gramo kubiniame centimetre, palaiko konstrukcijos vientisumą ekstremaliose temperatūrose. Šie inžineriniai pasirinkimai apsaugo nuo įtrūkimų, kurie sunaikina standartinius įrenginius.
Drėgmės patekimas ir užšalimo pažeidimaiyra antras dažniausiai pasitaikantis gedimo būdas. Kai šiltas oras liečiasi su kriogeniniais paviršiais, greitai susidaro kondensatas. Standartinės šildytuvo galinės dalys leidžia patekti drėgmei, kur ji iškart užšąla, plečiasi ir nutraukia elektros jungtis. Kriogeniniai{3}}kasetiniai šildytuvai naudoja hermetines sandarinimo sistemas ir specializuotą jungiamąją įrangą, kad būtų išlaikytas vientisumas keičiantis temperatūrai.
Hermetiškas sandarinimas su stiklo{0}}metalinėmis ar keramikinėmis konstrukcijomis ir vidiniais drėgmės surinkėjais išlaiko įrenginio vidų sausą. Po-pagaminimo kepimo-120–150 laipsnių temperatūroje užtikrinama, kad prieš išsiunčiant būtų pašalinta visa likutinė drėgmė. Šios priemonės apsaugo nuo užšalimo{8}}išsiplėtimo žalos, kuri sunaikina standartinius įrenginius.
Elektros izoliacijos gedimassukuria trečią nesėkmės kelią. Standartinis magnio oksido tankinimas veikia tinkamai esant įprastoms temperatūroms, tačiau keičiasi esant kriogeniniam lygiui. Dielektrinio stiprumo ir laidumo pokyčiai gali sukelti trumpąjį jungimą arba įžeminimo gedimus. Ultra-žemos temperatūros kasetiniuose šildytuvuose naudojamos izoliacinės medžiagos, kurios buvo kruopščiai apdorotos ir išbandytos dėl kriogeninių sąlygų.
Didelio-grynumo magnio oksidas su specializuotu tankinimu, kartu su vakuuminio-užpildymo procedūromis, kurios pašalina tuštumus, išlaiko dielektrinį stiprumą net esant -196 laipsnių. Reguliarus izoliacijos atsparumo bandymas{5}}kas ketvirtį, o ne kasmet nustato drėgmės patekimą prieš prasidedant katastrofiniams trumpiesiems jungimams.
Neteisingi galios tankio skaičiavimaiprisidėti prie daugelio nesėkmių. Kriogeninėje temperatūroje šilumos perdavimo savybės labai pasikeičia. Tai, kas veikia esant normaliai temperatūrai, gali per daug įtempti šildytuvo elementus arba užtikrinti nepakankamą šildymą. Kad kriogeninės paslaugos būtų patikimos, patyrę inžinieriai paprastai rekomenduoja mažesnį vatų tankį ir alternatyvius įtampos nustatymus.
Išlaikant mažesnį nei 40 vatų kvadratiniame centimetre tankį nuolatiniam kriogeniniam naudojimui ir toliau sumažinant dažną šiluminį ciklą, išvengiama perkaitimo, kuris sunaikina elementus. Didinimo-sekos, prasidedančios nuo sumažintos įtampos, pailgina veikimo trukmę tris ar daugiau kartų.
Nutraukimo gedimasatsiranda, kai standartinės jungtys negali susidoroti su kriogeninėmis sąlygomis. Standartinės suspaudimo jungtys susitraukia skirtingu greičiu nei šildytuvo laidai, todėl susidaro didelės-priešumo jungtis, kurios sukuria vietinį šildymą. Deguonimi prisotintoje kriogeninėje aplinkoje tai kelia galimą užsidegimo pavojų. Sidabrinės-lituotos arba lituotos jungtys, užsandarintos epoksidiniais junginiais, atspariais šiluminiam smūgiui, išlaiko laidumo vientisumą.
Švino laido izoliacijos gedimas vyksta panašiai. Standartinė silikoninė arba stiklo pluošto izoliacija tampa trapi ir lūžta kriogeninėje temperatūroje. PTFE arba poliimido izoliacija ant specializuotų kriogeninių kabelių išlaiko lankstumą ir elektrinį vientisumą.
Konkrečios programos supratimasapsaugo nuo daugelio nesėkmių. Kasetinio šildytuvo [kasetės šildytuvo] specifikacijos priklauso nuo vibracijos lygio, terminio ciklo dažnio ir kriogeninių skysčių ar garų poveikio. Pramoniniams azoto generatoriams keliami kitokie reikalavimai nei laboratoriniams kriostatams ar farmacinei šaldymo{2} džiovinimo įrangai. Vieno-galvos elektrinio šildymo vamzdis, kuris puikiai veikia vienu kriogeniniu būdu, gali sugesti kitu.
Šalto{0}}pradžios srovės padidėjimaspateikia gedimo mechanizmą, kuris dažnai nepastebimas. Nikelio -chromo varžos viela turi mažesnę varžą esant -196 laipsniams nei aplinkos temperatūroje. Kasetinis šildytuvas [kasetinis šildytuvas], kuris sunaudoja 10 amperų esant 20 laipsnių temperatūrai, šalto užvedimo metu skystame azotu gali sugerti 11–12 amperų. Tai papildomai apkrauna laidą ir reiškia, kad valdymo sistemos turi susidoroti su laikinomis perkrovomis.
Sprendimas apima valdymo sistemas, sukurtas kriogeninėms šalto paleidimo{0}}sąlygoms. Apskaičiuojant įtampą ir galią reikia atsižvelgti į sumažėjusį atsparumą esant žemai temperatūrai. Saugos ribojimo sistemos, techninės įrangos{3}}pagrįsti temperatūros apribojimai, atskirti nuo pagrindinių valdymo sistemų, apsaugo nuo perkaitimo ir žalos.
Kelias į patikimą kriogeninį šildymąnereikia daryti prielaidos, kad veiks bet koks kasetinis šildytuvas. Standartiniai vienetai nuspėjamai sugenda esant -196 laipsniams . Tinkamai sukonstruoti itin žemos temperatūros kasetiniai šildytuvai su tinkamomis medžiagomis, konstrukcija, montavimu ir priežiūra užtikrina patikimą aptarnavimą ekstremaliose temperatūrose. Skirtumas tarp nesėkmės ir sėkmės slypi tuo, kad reikia suprasti unikalius kriogeninių programų poreikius ir nurodyti jiems pritaikytą įrangą.
