Une usine chimique a retiré un thermoplongeur en PTFE de 3 kW d'un réservoir de rinçage après une série de déclenchements intermittents pour défaut de terre. La surface de la gaine semblait intacte. Pas de fissures, pas d'ampoules, pas de décoloration. L'enceinte du terminal était sèche. Pourtant, la résistance d'isolation indiquait 8 MΩ-bien en dessous des 500 MΩ attendus d'un appareil de chauffage sain. L’humidité était à l’intérieur, emprisonnée dans l’isolation interne, invisible de l’extérieur.
L’humidité interne est l’un des défauts les plus difficiles à diagnostiquer des thermoplongeurs en PTFE car elle ne laisse aucune trace visible sur la surface de la gaine. Le PTFE a l'air bien. Les terminaux ont l'air bien. Le radiateur peut même fonctionner normalement pendant des heures ou des jours avant que l’humidité ne migre au point de provoquer un déclenchement. D’ici là, la corrosion interne peut avoir progressé au-delà du point de réparation.
Pourquoi l'humidité s'accumule à l'intérieur d'un thermoplongeur en PTFE
L'humidité pénètre dans l'isolation interne par trois voies : perméation à travers la gaine PTFE, pénétration au niveau du joint du terminal et condensation à l'intérieur du boîtier du terminal.
La perméation est la voie la plus lente mais la plus persistante. Les molécules d'eau et les ions dissous se diffusent à travers le polymère pendant des mois de fonctionnement, en particulier à des températures de gaine élevées. Une fois traversés le PTFE, ils migrent à travers l’isolation interne vers l’élément de résistance.
L’entrée du joint terminal est plus rapide et plus directe. Un joint dégradé, un presse-étoupe desserré ou un bornier fissuré permet à l'eau ou au fluide de procédé de pénétrer dans la zone froide et de descendre l'isolation interne vers la section chauffée.
La condensation se produit lorsque le radiateur refroidit pendant la nuit et que l'air humide à l'intérieur de l'enceinte du terminal se condense sur les surfaces plus froides. Au fil du temps, l’humidité accumulée pénètre dans l’isolant.
| Source d'humidité | Temps jusqu'à l'effet détectable | Résistance d'isolation typique | Signes visibles | Réparable |
|---|---|---|---|---|
| Perméation de la gaine | 6 à 18 mois | 10–100 MΩ | Aucun à l'extérieur | Non |
| Entrée du joint de borne | 1 à 6 mois | 1–50 MΩ | Boîte à bornes humide | Parfois |
| Condensation | 2 à 12 mois | 20–200 MΩ | Humidité dans l'enceinte | Souvent |
| Brèche mécanique | Jours-semaines | <10 MΩ | Dommages visibles | Non |
Voies de pénétration de l'humidité et leurs effets sur les thermoplongeurs en PTFE
Étape 1 : Test de résistance d'isolation
Le premier et le plus important test est un test mégohmmètre. Débranchez le radiateur de l'alimentation et connectez le mégohmmètre entre les bornes de l'élément et une masse connue. Appliquez 500 V CC et lisez la résistance après 60 secondes.
Une lecture supérieure à 100 MΩ indique un chauffage sain. Une valeur comprise entre 10 et 100 MΩ indique une pénétration d'humidité qui progresse mais qui n'est peut-être pas encore critique. Une lecture inférieure à 10 MΩ indique une humidité importante et un appareil de chauffage qui est en fin de vie ou presque.
Le test doit être effectué si possible à la température de fonctionnement, car les effets de l'humidité sont plus prononcés lorsque le radiateur est chaud. Cependant, un test à froid est plus sûr et peut être utilisé pour établir des tendances.
Étape 2 : Inspection du boîtier du terminal
Ouvrez le boîtier du terminal et inspectez l'humidité, la corrosion ou la décoloration. Des gouttelettes d'eau, des taches de rouille ou des dépôts blancs sur les bornes indiquent que de l'humidité a pénétré dans le boîtier. Une odeur de moisi ou de produit chimique peut également indiquer que du fluide de procédé a atteint l'intérieur.
Vérifiez le joint ou le joint autour du couvercle. Un joint comprimé, fissuré ou manquant est une voie d’entrée pour l’humidité. Vérifiez l'étanchéité et l'état de l'étanchéité du presse-étoupe d'entrée de câble.
| Constatation de l'inspection du terminal | Source probable d’humidité | Gravité | Action |
|---|---|---|---|
| Bornes sèches et propres | Aucun détecté | Normale | Continuer la surveillance |
| Légère condensation | Humidité ambiante | Faible | Ajouter du déshydratant, refermer |
| Gouttelettes d'eau | Défaillance du joint | Modéré | Remplacer le joint, sécher |
| Corrosion sur les bornes | Pénétration de fluide de procédé | Haut | Remplacer le radiateur |
| Dépôts blancs | Fluide de procédé évaporé | Haut | Remplacer le radiateur |
Résultats de l’inspection de l’enceinte du terminal et leurs implications
Étape 3 : Inspection de la-zone froide et des brides
La zone froide-la section non chauffée entre la bride et la zone chauffée-est un point d'entrée courant pour l'humidité. Inspectez le PTFE dans cette zone pour déceler des fissures, des entailles ou une décoloration. Une zone froide endommagée permet au fluide de procédé de circuler dans l'isolation interne.
Inspectez le joint de bride pour détecter tout signe de fuite. Des taches d'acide ou de produits chimiques autour des boulons de la bride, ou un dépôt cristallin blanc à l'interface de la bride-au-réservoir, indiquent que du liquide s'est infiltré au-delà du joint. Si le joint à bride fuit, de l'humidité peut pénétrer dans le radiateur par le même chemin.
Étape 4 : Inspection de la surface de la gaine
La section chauffée de la gaine doit être inspectée pour déceler des fissures, des cloques, une décoloration ou des dépôts. Même si l'humidité à l'intérieur du radiateur ne produit pas toujours des dommages visibles à la gaine, une brèche dans le PTFE constitue la voie la plus directe de pénétration de l'humidité.
Portez une attention particulière à la partie supérieure de la section chauffée, près de la conduite de liquide. C’est là que les contraintes du cycle thermique sont les plus élevées et que les fissures s’initient le plus souvent. Une fissure capillaire peut être difficile à voir sans grossissement et sans un bon éclairage.
Étape 5 : Vérification des éléments de résistance
Mesurez la résistance au froid de l'élément et comparez-la à la valeur de la plaque signalétique. Un écart important-supérieur à 5 %-indique que l'élément lui-même peut être endommagé. L'humidité dans l'isolation peut provoquer une corrosion localisée du fil de résistance, entraînant une dérive de la résistance ou une défaillance du circuit ouvert-.
Si la résistance est ouverte (infinie), l'élément est défaillant. Si la résistance est nettement inférieure à celle indiquée sur la plaque signalétique, l'élément peut être en court-circuit avec la gaine ou avec la terre à cause de l'humidité.
| Test | Lecture saine | Humidité-Lecture affectée | Action |
|---|---|---|---|
| Résistance d'isolation | >100 MΩ | <50 MΩ | Enquêter davantage |
| Résistance au froid | À ± 5 % de la plaque signalétique | Drifted >5% | Remplacer le radiateur |
| Inspection visuelle de la gaine | Pas de fissures ni d'ampoules | Fissures ou décoloration | Remplacer le radiateur |
| Boîtier de borne | Nettoyer à sec | Humidité ou corrosion | Sécher ou remplacer |
Résumé des tests d'inspection de l'humidité interne dans les thermoplongeurs en PTFE
Sécher un radiateur affecté par l'humidité
Si l'humidité est récente et la résistance d'isolement est supérieure à 10 MΩ, le radiateur peut être récupérable par séchage. Appliquez une basse tension-25 à 50 % de la valeur nominale pendant plusieurs heures avec le chauffage dans l'air ou dans un réservoir sec. Le chauffage doux chasse l’humidité de l’isolation sans générer la température totale de la gaine.
Surveillez la résistance de l’isolation pendant le processus de séchage. S'il dépasse 100 MΩ, le réchauffeur peut être remis en service. Si elle reste inférieure à 50 MΩ après séchage, la voie d'humidité est permanente et le radiateur doit être remplacé.
Le séchage est une mesure temporaire. Si de l’humidité pénètre par un joint dégradé ou une gaine imprégnée, elle reviendra. La cause sous-jacente doit être traitée pour éviter toute récidive.
Lorsque l'humidité interne indique un problème de spécification
Des pannes répétées liées à l'humidité dans le même réservoir indiquent que les spécifications ou l'installation du chauffage ne sont pas adaptées à l'application. Une humidité élevée, des cycles fréquents ou des produits chimiques agressifs peuvent accélérer la pénétration de l'humidité. Une configuration de thermoplongeur en PTFE personnalisée avec une étanchéité améliorée, une densité en watts plus faible et une isolation interne résistante à l'humidité- s'attaque à la cause première de la pénétration d'humidité. Le processus de spécification nécessite la chimie du bain, la température de fonctionnement, l'humidité ambiante, le cycle de service et l'historique des pannes des appareils de chauffage précédents.
