نصب ردیابی حرارتی فرآیند اعمال کابل حرارتی مقاومت الکتریکی به لولهها، مخازن، شیرها، ابزارها یا سطوح ساختاری برای جلوگیری از یخ زدگی، حفظ دمای فرآیند یا جبران اتلاف حرارت به محیط اطراف است. این مفهوم ساده است: کابل گرمایش را در تماس نزدیک با سطحی که باید محافظت شود، اجرا کنید، روی آن را عایق کنید تا گرمای تولید شده را حفظ کند، به منبع تغذیه و سیستم کنترل متصل شوید و سطح بدون توجه به شرایط محیطی در محدوده دمایی مورد نیاز باقی بماند.
آنچه که نصب را به متغیر مهمی در عملکرد سیستم تبدیل می کند، شکاف بین مفهوم و اجرا است. نصب ضعیف اکثر خرابی های ردیابی گرما را در محیط های صنعتی و تجاری به حساب می آورد - نه نقص کابل، نه کنترل خطاهای سیستم، نه محاسبات اشتباه طراحی. کابلهای آسیبدیده در طول مسیریابی، پایانههایی که اجازه ورود رطوبت را میدهند، عایقهای اعمال شده قبل از آزمایش کابل، قرارگیری نادرست ترموستاتها، و بیش از شعاع خمش در حین نصب، هر کدام قادر به تولید سیستمی هستند که دقیقاً در زمانی که بیشتر به آن نیاز است: در سردترین دوره سال از کار میافتد.
درک نصب ردیابی حرارتی به عنوان یک فرآیند منظم و متوالی - نه یک کار سیم کشی ساده - پایه و اساس عملکرد بلند مدت سیستم قابل اعتماد است. این امر به طور یکسان برای اجرای کوتاه مدت حفاظت در برابر یخ زدگی لوله های خانگی و نصب چند مداره پیچیده نگهداری دمای فرآیند صنعتی در یک کارخانه شیمیایی صدق می کند.
مهمترین تصمیم نصب قبل از باز شدن یک طول کابل گرفته میشود: انتخاب نوع کابل مناسب برای برنامه. نصب نوع کابل اشتباه را نمی توان با کار دقیق اصلاح کرد - این یک خطای اساسی در مشخصات است که بدون توجه به اینکه کابل بعداً چقدر دقیق اعمال می شود، سیستم را به خطر می اندازد.
کابل های خود تنظیم از یک هسته پلیمری رسانا استفاده کنید که با افزایش دمای کابل، مقاومت الکتریکی را به طور خودکار افزایش می دهد - و در نتیجه خروجی گرما را کاهش می دهد - و با کاهش دما، مقاومت را کاهش می دهد. این رفتار به این معنی است که کابل خروجی خود را به طور مستقل در هر نقطه در طول خود تنظیم می کند، و آن را ذاتاً در برابر گرمای بیش از حد ایمن می کند و در شرایط متغیر محیطی از نظر انرژی کارآمد می کند. برای درک دقیق نحوه عملکرد این فناوری و اینکه کجا برتر است، ردیابی گرمای خود تنظیمی انتخاب غالب برای محافظت در برابر یخ زدگی لوله های آب، نگهداری دمای عمومی فرآیند تا حدود 65 درجه سانتیگراد، یخ زدایی سقف و ناودان، و بیشتر کاربردهای تجاری و صنعتی سبک است.
کابل های موازی وات ثابت یک توان خروجی ثابت در هر واحد طول بدون توجه به دما ارائه میکند، و آنها را برای مدارهای طولانیتر و دمای نگهداری بالاتر از طراحیهای خودتنظیمی مناسب میسازد. از آنجایی که آنها خود محدود نمی شوند، برای جلوگیری از گرمای بیش از حد نیاز به کنترل ترموستات دارند - یک الزام طراحی که باید هم در مشخصات نصب و هم در مشخصات سیستم کنترل در نظر گرفته شود. آنها به طور گسترده برای خطوط سیال چسبناک، گرمایش مخزن، و نگهداری دمای فرآیند بالاتر از محدوده خود تنظیم استفاده می شوند.
کابل های عایق معدنی (MI) شامل هادی های فلزی است که در عایق فشرده اکسید منیزیم در داخل یک غلاف فولادی ضد زنگ یا آلیاژ تعبیه شده است. آنها در برابر دمای کار مداوم بالای 350 درجه سانتیگراد و دمای نوردهی بیش از 500 درجه سانتیگراد مقاومت می کنند، و زمانی که نیازهای دما یا توان خروجی از توانایی کابل های عایق بندی شده با پلیمر بیشتر باشد، آنها را به انتخاب مشخصاتی تبدیل می کنند. کابلهای MI بهجای اتصال به زمین، در کارخانه خاتمه مییابند، که الزامات تعیین طول دقیق را در طول مرحله طراحی تحمیل میکند، اما شایعترین منبع خرابیهای ورودی رطوبت مربوط به نصب را حذف میکند.
عدم تطابق نوع کابل با کاربرد - معمولاً استفاده از یک کابل خودتنظیم دمای پایین در کاربردهای فرآیندی با دمای بالا، یا مشخص کردن کابل وات ثابت بدون کنترل دمای کافی - منجر به تخریب کابل در طول زمان یا نگهداری ناکافی دما میشود. مشاوره با داده های مشخصات سازنده و در صورت نیاز، انجام یک محاسبه رسمی طراحی قبل از تهیه، از این خطاها جلوگیری می کند. راهنمایی بیشتر در مورد مطابقت نوع کابل با الزامات برنامه در دسترس است ردیابی انواع بخاری و انتخاب مرجع.
قبل از خرید کابل یا شروع نصب، سیستم باید حول محور یک محاسبه تلفات حرارتی طراحی شود که تعیین می کند چه مقدار توان برای حفظ دمای لوله یا سطح مورد نظر در بدترین شرایط محیطی در محل نصب نیاز است.
محاسبات اصلی تلفات حرارتی برای یک لوله عایق شده، قطر لوله، رسانایی حرارتی (مقدار لامبدا) مواد عایق، ضخامت عایق، حداقل دمای محیط طراحی و دمای نگهداری هدف را محاسبه می کند. رقم حاصل - که بر حسب وات بر متر لوله بیان می شود - حداقل امتیاز خروجی مورد نیاز از کابل گرمایش را تعیین می کند. فاکتورهای ایمنی، معمولاً 10 تا 25 درصد بالاتر از حداقل محاسبه شده، برای محاسبه تغییرات در کیفیت عایق، اثرات سرمای باد بر روی سطوح در معرض، و تلفات حرارتی در شیرها، فلنجها و تکیهگاههای لوله که از تلفات در طول مسیر مستقیم لوله بیشتر است، اعمال میشوند.
طراحی مدار از محاسبه تلفات حرارتی پیروی می کند. حداکثر طول مدار توسط افت ولتاژ در کابل در ولتاژ تغذیه محدود می شود - بیش از حداکثر طول نامی مدار منجر به کاهش خروجی در انتهای مدار و نگهداری ناکافی دما می شود. برای کابلهای موازی با وات ثابت و خود تنظیمکننده، حداکثر طول مدار در اطلاعات محصول سازنده منتشر میشود و به رتبهبندی وات کابل، ولتاژ تغذیه و دمای محیط بستگی دارد. خطوط لوله طولانی که از محدودیت های یک مدار تجاوز می کنند، به مدارهای متعددی نیاز دارند که از جعبه های اتصال میانی تغذیه می شوند، با هر مدار به طور جداگانه محافظت و نظارت می شود.
منبع تغذیه و اندازه حفاظت مدار در این مرحله تعیین می شود، نه در هنگام نصب. دستگاههای حفاظت از خطای زمین (GFPD) در مدارهای ردیابی حرارتی در اکثر حوزههای قضایی کد الکتریکی مورد نیاز هستند تا از پرسنل در برابر خطاهای زمین در محیطهای مرطوب یا خورنده محافظت کنند. رتبه سفر GFPD - معمولاً 30 میلی آمپر برای حفاظت پرسنل - باید با جریان نشتی زمین معمولی طول کابل نصب شده سازگار باشد. مدارهای بیش از حد طولانی می توانند جریان های نشتی ایجاد کنند که باعث ایجاد مزاحمت در GFPD های دارای رتبه بندی صحیح می شود.
با طراحی کامل و تایید مواد، نصب از یک ترتیب تعریف شده پیروی می کند که نباید به اختصار یا سفارش مجدد داده شود.
آماده سازی سطح اولین قدم فیزیکی است سطح لوله یا مخزن باید تمیز، خشک و عاری از لبه های تیز، پاشیده شدن جوش، بریدگی یا خوردگی باشد که می تواند به روکش کابل در طول مسیر یا چرخه حرارتی آسیب برساند. هر گونه عایق یا روکش موجود که برداشته و جایگزین می شود باید قبل از شروع اجرای کابل برداشته شود. سطوحی که با پوششها یا رنگهای خاصی درمان شدهاند، نیاز به تأیید سازگاری با مواد ژاکت کابل دارند - برخی از حلالها و پوششها به مرور زمان ژاکتهای فلوروپلیمر یا پلیالفین را تخریب میکنند.
موقعیت مسیریابی کابل روی لوله راندمان انتقال حرارت و یکپارچگی کابل طولانی مدت را تعیین می کند. برای یک کابل منفرد که روی یک لوله مستقیم اجرا می شود، موقعیت ساعت 4 یا 5 - کمی زیر خط مرکزی افقی - محل استاندارد است. این موقعیت تضمین میکند که کابل بهجای آویزان شدن آزادانه در قسمت زیرین، توسط گرانش به لوله فشار داده میشود، سطح تماس با سطح لوله را به حداکثر میرساند، و اجازه میدهد تا سیالات متراکم و فرآیند به جای جمع شدن در اطراف آن، از کابل خارج شوند. برای لولههای بزرگتر که نیاز به وات بالاتری نسبت به یک کابل دارند، بستهبندی مارپیچی یا چندین مسیر موازی مطابق با مشخصات طراحی اعمال میشود، با استفاده از یک فاصله پیوست که تماس ثابتی را بدون فشردهکردن کابل حفظ میکند.
اتصال کابل در فواصل منظم - معمولاً هر 300 میلیمتر در مسیرهای مستقیم - از نوار چسب آلومینیومی، نوار رشتهای شیشهای، یا اتصالات کابلی که برای محدوده دمای نصب درجهبندی شدهاند، استفاده میکند. نوار آلومینیومی مزیت دوگانه اتصال مکانیکی و بهبود تماس حرارتی بین کابل و سطح لوله را فراهم می کند و مقاومت حرارتی موثر بین منبع گرما و دیواره لوله را کاهش می دهد. در شیرها، فلنجها، پمپها و تکیهگاههای لوله، طول کابل اضافی در اطراف اتصالات طبق جداول مجاز سازنده حلقه میشود - این اجزا نشاندهنده هیت سینکهای موضعی هستند که برای جبران جرم حرارتی اضافی خود به کابل بیشتری نیاز دارند.
عایق حرارتی بر روی نصب کابل تکمیل شده اعمال می شود، نه قبل از آن. عایق کاری کابل بدون آزمایش اولیه یکی از پرهزینه ترین خطاهای نصب ممکن است، زیرا هر عیب کشف شده پس از نصب عایق مستلزم حذف کامل و تعویض سیستم پوشش است.
اتصالات الکتریکی مستعدترین عناصر در هر نصب ردیابی حرارتی هستند و در حین نصب و بازرسی های بعدی به همان نسبت باید توجه دقیقی داشته باشند.
را اتصال برق - جایی که کابل تغذیه به کابل گرمایش می پیوندد - در داخل یک جعبه اتصال نامی متناسب با طبقه بندی منطقه ساخته می شود. در مناطق غیر خطرناک، جعبه های استاندارد ضد آب و هوا قابل قبول است. در مناطقی که طبق استانداردهای NEC، IECEx یا ATEX به عنوان خطرناک طبقه بندی می شوند، محفظه های ضد انفجار یا دارای درجه ایمنی افزایش یافته اجباری هستند و اتصالات ورودی کابل باید یکپارچگی مفهوم حفاظتی محفظه را حفظ کنند. تمام ورودی های مجرا باید مهر و موم شوند تا از ورود میعانات به جعبه اتصال جلوگیری شود - رطوبت در جعبه های اتصال برق یکی از دلایل اصلی تخریب مقاومت عایق در طول زمان است.
را پایان دادن به به همان اندازه انتقادی است. انتهای باز کابل گرمایش باید با استفاده از کیت مهر و موم انتهایی انقباض حرارتی در برابر نفوذ رطوبت آب بندی شود. انتهای بدون انتها یا مهر و موم ضعیف اجازه می دهد تا آب از طریق عملکرد مویرگی به داخل هسته کابل نفوذ کند و مقاومت عایق را به تدریج کاهش دهد تا زمانی که مدار قطع شود یا از کار بیفتد. نصب مهر و موم انتهایی باید در حالی انجام شود که انتهای کابل خشک و تمیز باشد و دقیقاً دستورالعملهای مربوط به کیت سازنده را دنبال کنید - میانبرها در آببندی انتهایی منبع نامتناسبی برای خرابی میدان هستند.
راrmostat and controller placement تعیین می کند که آیا سیستم کنترل دقیقاً وضعیت دمایی را که مدیریت می کند نشان می دهد یا خیر. یک ترموستات حساس به لوله باید مستقیماً به سطح لوله چسبانده شود، بین کابل گرمایش و لوله به جای بین کابل و عایق قرار گیرد - اگر در بالای کابل نصب شود، دمای سطح کابل را به جای دمای لوله اندازه گیری می کند و سیستم را به اشتباه می چرخاند. ترموستاتهای حسگر محیط باید در مکانی قرار گیرند که نشاندهنده سردترین شرایط محیطی مورد انتظار در محل نصب باشد، در مقابل تابش مستقیم خورشید و منابع گرمایی که باعث خوانش مصنوعی بالا میشوند محافظت شود.
کنترلکنندههای الکترونیکی مدرن مزایای قابلتوجهی نسبت به ترموستاتهای مکانیکی ساده برای تاسیسات پیچیده دارند: نقاط تنظیم قابل برنامهریزی، خروجیهای هشدار برای انحرافات دمای بالا یا پایین، نظارت بر خطای زمین، و قابلیت ثبت دادهها برای سوابق نگهداری و انطباق با مقررات. برای خطوط فرآیند حیاتی، نظارت بر خطای زمین که خطاها را بدون قطع مدار گزارش میکند - امکان ادامه کار در حین انجام تعمیر و نگهداری - یک ویژگی عملیاتی ارزشمند است.
هیچ نصب ردیابی حرارتی نباید برای اولین بار بدون تکمیل یک توالی تست راه اندازی ساختاریافته برق داده شود. آزمایش دو هدف را دنبال میکند: تأیید اینکه نصب از نظر الکتریکی سالم است قبل از اعمال عایق حرارتی (زمانی که تعمیرات هنوز ساده است)، و ایجاد یک رکورد اندازهگیری پایه که میتوان آزمایشهای تعمیر و نگهداری آینده را با آن مقایسه کرد.
را تست مقاومت عایق (IR) بررسی کیفیت اولیه نصب است. با استفاده از یک مگاهم متر کالیبره شده، مقاومت بین هادی های کابل گرمایش و نوار فلزی یا زمین در یک ولتاژ آزمایشی مشخص اندازه گیری می شود - معمولاً 500 Vdc یا 1000 Vdc بسته به درجه بندی کابل. حداقل مقدار 20 MΩ آستانه پذیرفته شده برای نصب موفقیت آمیز است ; مقادیر زیر این نشان دهنده ورود رطوبت، آسیب ژاکت، یا پایان نادرست است که باید قبل از برق یا عایق شدن مدار شناسایی و اصلاح شود.
تست IR باید در سه مرحله انجام شود: هنگام دریافت کابل قبل از نصب (برای اطمینان از آسیب نبودن کابل در حمل و نقل)، پس از نصب کابل و قبل از اعمال عایق حرارتی (برای تأیید عدم آسیب در حین مسیریابی و تعمیر) و پس از اتمام عایق حرارتی (به عنوان آخرین بررسی پیش از راه اندازی). مقایسه سه مجموعه خوانش مشخص می کند که در کدام مرحله نصب هر گونه تخریب رخ داده است و اصلاح را به طور موثر هدایت می کند.
را بررسی تداوم تأیید می کند که مدار گرمایش کامل است - هادی های کابل بدون مدارهای باز از سر به انتها متصل شده اند. برای کابلهای خودتنظیمی و موازی با وات ثابت، تداوم با اندازهگیری مقاومت در سراسر مدار در دمای محیط و مقایسه نتیجه با دادههای مقاومت منتشر شده سازنده برای طول و دمای کابل نصبشده تأیید میشود. مقدار قابل توجهی بالاتر از حد انتظار نشان دهنده یک مدار باز یا یک اتصال با مقاومت بالا است. مقدار قابل توجهی پایین تر ممکن است نشان دهنده اتصال کوتاه یا نقطه تماس کابل روی کابل باشد که گرمای بیش از حد موضعی ایجاد می کند.
هنگامی که تستهای IR و تداوم رضایتبخش باشند، مدار روشن میشود و برای عملکرد صحیح نظارت میشود. دمای سطح لوله در محل ترموستات و در چندین نقطه در طول مدار پس از زمان گرم کردن کافی اندازه گیری می شود تا اطمینان حاصل شود که کابل خروجی مشخص شده را ارائه می دهد و سیستم کنترل به درستی در حال چرخش است. تمام نتایج آزمایش، طول کابل، تخصیص قطع کننده مدار، و تنظیمات ترموستات در گزارش نصب ثبت میشوند - سابقهای که از نگهداری آتی، الزامات بیمه و بازرسی نظارتی پشتیبانی میکند.
تجربه در سراسر تاسیسات ردیابی حرارتی صنعتی و تجاری به طور مداوم تعداد کمی از خطاها را شناسایی می کند که سهم نامتناسبی از خرابی های سیستم را تشکیل می دهند. آگاهی از این حالت های خرابی موثرترین اقدام پیشگیرانه است.
تجاوز از حداقل شعاع خمش یکی از رایج ترین مکانیسم های آسیب کابل است. هر کابل گرمایش حداقل شعاع خمش مشخصی دارد - معمولاً شش تا هشت برابر قطر کابل برای انواع خودتنظیمی - که زیر آن هادی های داخلی یا هسته پلیمری تحت فشار مکانیکی قرار می گیرند. فشار دادن کابل در اطراف گوشههای محکم، بدنه شیرها یا تکیهگاههای لوله در شعاعهای زیر مشخصات، آسیب موضعی ایجاد میکند که ممکن است فوراً آشکار نشود، اما باعث تسریع تخریب عایق و در نهایت خطاهای زمین در چرخه حرارتی میشود. استفاده از جداول مناسب مناسب و صرف زمان اضافی برای مسیریابی هموار کابل ها در اطراف موانع، این خطر را از بین می برد.
همپوشانی کابل روی کابل به ویژه برای کابل های وات ثابت و خودتنظیمی در کاربردهای با دمای بالا خطرناک است. در جایی که دو بخش کابل بدون جدا شدن موازی یا موازی یکدیگر قرار می گیرند، نقطه همپوشانی گرما را از هر دو کابل به طور همزمان دریافت می کند. کابلهای خودتنظیمی تا حدی با کاهش خروجی با افزایش دما جبران میکنند، اما کابلهای وات ثابت این کار را نمیکنند - نقطه همپوشانی میتواند به دمایی برسد که به روکش کابل آسیب برساند و در موارد شدید، مواد عایق مجاور را مشتعل کند. طرح های مسیریابی کابل که نقاط همپوشانی احتمالی را قبل از شروع نصب شناسایی و حذف می کنند، رویکرد پیشگیرانه صحیحی هستند.
آب بندی انتهایی نامناسب همچنان علت اصلی شکست مقاومت عایق در تاسیسات میدانی است. کیت های آب بندی انتهایی به انتهای کابل تمیز و خشک، اعمال حرارت دقیق برای فعال شدن کامل اجزای هیت شرینک و زمان خنک شدن کافی قبل از قرار گرفتن انتهای مهر و موم شده در معرض رطوبت نیاز دارند. آب بندی انتهایی عجله ای - به ویژه در شرایط بیرونی سرد یا مرطوب - آب بندی هایی را ایجاد می کند که از نظر بصری دست نخورده به نظر می رسند اما اجازه ورود رطوبت را تحت چرخه فشار می دهند که منجر به تخریب تدریجی IR در طی ماه ها تا سال ها می شود.
عایق کاری قبل از آزمایش یک نقص نصب قابل کنترل را به یک پروژه تعمیر پرهزینه تبدیل می کند. این قانون ساده و غیرقابل مذاکره است: آزمایش IR و بررسی تداوم را کامل کنید، تأیید کنید که هر دو نتیجه مطابق مشخصات هستند، سپس عایق حرارتی را اعمال کنید. هر دنباله ای که این ترتیب را معکوس می کند، خطر قابل اجتنابی ایجاد می کند که تیم نصب و مالک سیستم هر دو پشیمان شوند هنگامی که بعداً یک عیب در زیر پوشش تمام شده کشف شد.
قطع کننده های مدار با اندازه نادرست باعث ایجاد مزاحمت در صبحهای سرد میشود - دقیقاً زمانی که سیستم ردیابی گرما بیشتر مورد نیاز است. کابلهای خودتنظیمی در دمای راهاندازی پایین، جریان هجومی بالایی از خود نشان میدهند، که گاهی اوقات دو تا سه برابر جریان ثابت آنها است. قطع کننده های مدار باید به گونه ای اندازه گیری شوند که این هجوم را بدون خاموش شدن، با استفاده از داده های جریان شروع سرد منتشر شده سازنده به جای وات حالت پایدار به تنهایی، مورد استفاده قرار دهند. بریکرهای کوچکی که در راه اندازی کار می کنند، لوله ها را بدون محافظت می گذارند و تماس های خدماتی غیرضروری ایجاد می کنند که از طریق مشخصات صحیح در مرحله طراحی کاملاً قابل اجتناب هستند.
