Korkea{0}}jänniteympäristö
Sähköpinnoitus levittää maalia metalliosiin upottamalla ne johtavaan maalikylpyyn ja kohdistamalla 200-400 VDC osien ja vastaelektrodien väliin. Kylpy on vesiliuos, joka sisältää maalin kiintoaineita, liuottimia ja elektrolyyttejä. Se on jännitteinen käytön aikana.
Kaikista kylpyyn upotetuista metalliosista, -mukaan lukien lämmönvaihtimet-, tulee osa sähköpiiriä. Maadoitettu metallilämmönvaihdin aiheuttaa oikosulun tai vähintään hajavirtapolun, joka häiritsee pinnoitusprosessia, hukkaa sähköä ja syövyttää lämmönvaihdinta elektrolyysin kautta.
PTFE on sähköeriste, jonka tilavuusvastus ylittää 10¹8 ohm·cm. PTFE-lämmönvaihdin tarjoaa luonnostaan sähköisen eristyksen, joka tarvitaan sähköpinnoituskylvyn lämmittämiseen. Eristys on kuitenkin suunniteltava koko järjestelmään: itse vaihtimen, höyryn syöttöputkiston, lauhteen paluuputkien ja tukirakenteen on kaikkien säilytettävä sähköinen erotus jännitteestä.
Eristyksen suunnitteluvaatimukset
Maalikylpyyn upotettu PTFE-putkinippu on sähköisesti inertti. Kylpyjännite ei voi johtaa fluoripolymeeriputkien läpi. Eristyshaaste on rajoilla: missä PTFE-vaihdin kytkeytyy metalliseen höyry- ja lauhdeputkistoon ja missä tukirakenne koskettaa sekä lämmönvaihdinta että maadoitettua rakennusta.
Höyryn syöttöputkisto on metallia ja maadoitettu kattilan läpi. PTFE-lämmönvaihtimen on tarjottava riittävä sähköinen eristysetäisyys maadoitettujen höyryputkien ja jännitteisen maalikylvyn välillä, jotta estetään jännitteen seuranta PTFE-putken ei--upotetun osan yli. Tämä etäisyys riippuu kylvyn jännitteestä, ympäristöstä (kosteus, saastuminen) ja sovellettavista sähköturvallisuusstandardeista.
Lauhteen paluuputkistossa on sama eristysvaatimus. Sekä höyryn tulo- että lauhteenpoistoliitännät on sijoitettava kylvyn ulkopuolelle, ja PTFE-letku muodostaa eristysreitin jännitteisen kylvyn ja maadoitettujen putkien välillä.
Taulukko 1: Korkea{1}}jänniteeristyksen suunnitteluparametrit sähköpinnoitetulle PTFE-lämmönvaihtimelle
| Suunnitteluparametri | Erittely | Tekninen perustelu |
|---|---|---|
| Kylpyammeen käyttöjännite | 200-400 VDC | Suunniteltu eristys suurimmalle järjestelmäjännitteelle |
| PTFE dielektrinen lujuus | 18-24 kV/mm (lyhytaikainen) | Far exceeds required isolation; safety margin >50× |
| Pienin ryömintäetäisyys (kostea ympäristö) | 6-8 mm per 100 V (standardin IEC 60664 mukaan) | Estää pinnan jäljittämistä kosteissa olosuhteissa |
| Vaadittu ei--upotettava PTFE-putken pituus | 200-300 mm kylvyn pinnasta ensimmäiseen metalliliitäntään | Tarjoaa ryömintäetäisyyden marginaalilla |
| Höyryputkien eristys | PTFE-kelakappale tai dielektrinen laippa | Katkaisee metallisen jatkuvuuden maahan |
| Kondenssivesiputkien eristys | Identtinen höyrypuolen kanssa | Molemmat jalat on eristettävä |
| Tukirakenne | Ei--johtava PTFE- tai PVDF-kehys | Ei maadoitettua metallia kosketuksessa lämmönvaihtimen kanssa |
| Tukirunkoliitäntä rakennukseen | Eristetyt erottimet kiinnityspisteissä | Estää kehystä maadoitumasta |
Ryömintä- ja tyhjennyssuunnittelu
Virumisetäisyys on lyhin reitti eristimen pintaa pitkin kahden eri potentiaalin johtimen välillä. PTFE-lämmönvaihtimessa ryömintäreitti kulkee PTFE-putkien ulkopintaa pitkin kylvyn pinnalta ensimmäiseen metalliliitokseen.
Kosteus ja kemiallinen kontaminaatio maalaamon ilmakehässä vähentävät PTFE-letkun pintaresistanssia. Vaikka PTFE on hydrofobista, pintakontaminaatio ajan myötä voi luoda osittain johtavia polkuja. Suunnittelu sisältää konservatiiviset ryömintäetäisyydet IEC 60664 -eristyskoordinointistandardien mukaisesti ja lisämarginaalia saastuneelle teollisuusympäristölle.
Vapaaetäisyys on lyhin reitti ilman läpi kahden johtimen välillä. PTFE-putkien ei--upotettu osa tarjoaa ilmatilan jännitteellisen kylvyn pinnan ja maadoitettujen höyryputkien välillä. Putkien tulee olla riittävän pitkiä kylvyn pinnan yläpuolella, jotta saadaan aikaan sekä vaaditut virumis- että välysetäisyydet.
Höyry- ja lauhdeputkien eristys
Maadoitettu metallinen höyrynsyöttöputki on sähköisesti eristetty PTFE-lämmönvaihtimesta. Dielektrinen eristyspiste katkaisee metallin johtumisreitin. Vaihtoehtoja ovat:
Höyrynsyöttöventtiilin ja lämmönvaihtimen kokoojan väliin on asetettu PTFE-kela. Tämä on osa PTFE-vuorattua tai kiinteää PTFE-putkea, joka tarjoaa saman eristekyvyn kuin lämmönvaihtimen putki. Kelan pituus tarjoaa tarvittavan ryömintäetäisyyden.
Dielektrinen laippaliitos, jossa käytetään ei--johtavia tiivisteitä, pulttiholkkeja ja aluslevyjä. Kaikki metallipultit on eristetty molemmista laipoista. Tiivisteen materiaali on PTFE tai sopiva elastomeeri, jolla on riittävä dielektrisyys.
Lauhteen paluuputkisto saa samanlaisen eristyskäsittelyn. Sekä syöttö- että paluupolkujen on oltava sähköisesti epäjatkuvia maasta.
Tukirakenteen eristäminen
PTFE-lämmönvaihtimen tukirunko ei saa tarjota johtavaa reittiä jännitteisestä kylvystä maahan. Runko on valmistettu ei--johtavista materiaaleista-kiinteistä PTFE- tai PVDF-rakenneosista. Jos käytetään metallisia kiinnikkeitä, ne eristetään vaihtimesta ja rakennusrakenteesta eristämällä holkeilla ja pehmusteilla.
Runko ankkuroidaan rakennuksen lattiaan eristetyillä välimatkoilla, jotka säilyttävät vaaditun ryömintäetäisyyden rungosta maadoitettuihin ankkuripultteihin.
Yhteenveto
Korkeajänniteeristyksen suunnittelu PTFE-lämmönvaihtimeen sähköpinnoitusta varten perustuu PTFE:n luontaisiin dielektrisiin ominaisuuksiin yhdistettynä kaikkien järjestelmän rajojen huolelliseen suunnitteluun. Eristysrakenne sisältää riittävän ei--upotetun putken pituuden virumis- ja välysetäisyyksiä varten, höyry- ja lauhdeputkiston dielektriset katkokset sekä johtamattomat tukirakenteet.
Suunnittelu estää hajavirtareitit, jotka häiritsevät pinnoitusprosessia ja syövyttäisivät metalliosia. PTFE:n kemiallisen inerttiyden, lämpökyvyn ja sähköeristyksen yhdistelmä tekee siitä materiaalin valinnan tähän vaativaan sovellukseen.
Tekninen analyysi sähköpinnoitusta varten PTFE-lämmönvaihtimen eristyssuunnitelma on saatavilla, kun kylvyn jännite, säiliön kokoonpano, höyryputkien sijoittelu ja asennuspaikkaan sovellettavat sähköturvallisuusstandardit on toimitettu.
