Funcionament d'un escalfador de cartutxos en entorns humits o humits: una guia de supervivència
La humitat és l'enemic silenciós dels elements de calefacció elèctrics. Tot i que un escalfador de cartutx que funciona a una temperatura convencional de 90 graus no és prou calent per vaporitzar l'aigua a l'instant, tampoc és prou calent per expulsar completament la humitat que ha entrat a l'aïllament intern. El resultat és una degradació lenta de la resistència d'aïllament, que condueix a falles intermitents a terra o fallades completes. Molts tallers i plantes de processament d'aliments tenen una humitat elevada o rentats periòdics, cosa que fa que sigui un repte comú però manejable.
Quan un escalfador de cartutx es troba en un ambient humit, l'aïllament d'òxid de magnesi dins de la funda absorbeix vapor d'aigua. L'òxid de magnesi és higroscòpic-que treu la humitat de l'aire. Un cop absorbida, l'aigua redueix la resistència elèctrica entre el cable de resistència interna i la funda. A 90 graus, aquesta humitat pot no bullir completament perquè la temperatura interna a prop de la paret de la funda pot ser només lleugerament per sobre dels 100 graus, i el vapor generat no pot escapar fàcilment per l'extrem de plom segellat. Amb setmanes o mesos, la resistència d'aïllament cau de centenars de megaohms a només uns quants megaohms i, finalment, a uns quants centenars de quilohms, moment en què es dispararà un relé de falla a terra.
La solució comença amb l'emmagatzematge. No emmagatzemeu mai els escalfadors de cartutxos de recanvi en un soterrani humit o un magatzem sense calefacció. Guardeu-los en un recipient tancat amb paquets dessecants o emmagatzemeu-los en un armari sec i escalfat. Si un escalfador s'ha emmagatzemat en condicions humides durant més d'unes poques setmanes, proveu la seva resistència d'aïllament amb un megòhmetre de 500 V abans de la instal·lació. Una lectura per sota de 10 megaohms indica la necessitat d'un procés d'assecat. Col·loqueu l'escalfador del cartutx en un forn de laboratori a 150 graus durant quatre o sis hores, després deixeu-lo refredar en un ambient sec abans de tornar a mesurar. Una vegada que la lectura supera els 100 megaohms, l'escalfador és segur d'instal·lar.
Per a les instal·lacions on l'escalfador del cartutx estarà exposat a la humitat durant el funcionament-per exemple, en una línia de processament d'aliments que s'aboca cada dia-, el punt de sortida del plom s'ha de segellar. Molts escalfadors de cartutxos estan disponibles amb un segell epoxi o de silicona a la sortida de plom. Això evita que la humitat s'enfili al llarg dels cables i cap a l'escalfador. A més, l'ús de cables aïllats de tefló-o de fibra de vidre amb una jaqueta exterior resistent a la humitat-afegeix una altra capa de protecció. Els cables haurien de sortir cap avall de l'escalfador si és possible, de manera que qualsevol condensació s'allunyi en lloc de cap a la terminació.
En ambients humits, la temperatura convencional de 90 graus és realment avantatjosa. A temperatures més altes per sobre dels 150 graus, l'entrada d'aigua és menys problemàtica perquè qualsevol humitat que entri es converteix en vapor i pot escapar. A 90 graus, l'aigua pot persistir com a líquid o com a vapor saturat dins de la secció freda, provocant una degradació contínua de l'aïllament. És per això que es recomana un escalfador de cartutx amb una densitat de 5 a 7 watts (watts per centímetre quadrat)-que manté la temperatura de la superfície dins d'un rang que no carbonitzi contaminants, però encara sigui prou alt com per eliminar gradualment la humitat menor si l'escalfador funciona de manera continuada durant un període.
Una solució pràctica de camp per a un escalfador que ha absorbit humitat però que ja està instal·lat és fer-lo funcionar a una tensió reduïda durant diverses hores sense la càrrega de calor-normal. Aquesta tècnica, anomenada "baking out", consisteix a aplicar al voltant del 50% de la tensió nominal mentre l'escalfador s'insereix al seu forat. La potència reduïda augmenta la temperatura interna a aproximadament 120-140 graus, que és suficient per expulsar la humitat sense danyar l'escalfador ni sobreescalfar el material circumdant. Després de coure durant quatre hores, torneu a mesurar la resistència d'aïllament. Un augment significatiu confirma que el problema era la humitat.
Un altre error relacionat amb la humitat-es produeix quan s'utilitza un escalfador de cartutx en un bany líquid amb una funda trencada o esquerdada. El líquid entra a l'escalfador, provocant un curtcircuit catastròfic. Per evitar-ho, no utilitzeu mai un escalfador de cartutx estàndard per a la calefacció per immersió tret que el fabricant indiqui explícitament que l'escalfador està segellat i classificat per a la immersió líquida. Per a aplicacions líquides a 90 graus, hi ha disponibles escalfadors d'immersió especialitzats amb taps soldats i segells de compressió.
En resum, la gestió de la humitat és un factor d'èxit crític per als escalfadors de cartutxos que funcionen a una temperatura convencional de 90 graus. L'emmagatzematge adequat, el segellat, la cocció ocasional i la instal·lació acurada en entorns humits evitaran la gran majoria de fallades relacionades amb la humitat-. Per als processos que combinen una humitat elevada amb cicles tèrmics freqüents, una estratègia integral de protecció contra la humitat-que inclou cables segellats, emmagatzematge en sec de recanvis i controls periòdics de la resistència d'aïllament-és l'enfocament més rendible-.
