Modos de falla comunes de los calentadores de cartucho y cómo evitarlos
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Una línea de producción se detiene repentinamente. El personal de mantenimiento descubre que el problema es un calentador de cartucho roto. El calentador se retira y se reemplaza y luego la producción comienza nuevamente. Tres semanas después, la calefacción vuelve a estropearse. Este ciclo ocurre con demasiada frecuencia en industrias que utilizan tubos calefactores eléctricos de un solo cabezal. Si sabe por qué ocurrieron estas fallas, puede ahorrar mucho tiempo y dinero en reparaciones y reemplazos.
La razón más común por la que los calentadores de cartucho se estropean es porque no tienen el tamaño adecuado para el trabajo. Las estadísticas de la industria muestran que el 90% de las fallas de los calentadores de cartucho se deben al uso de un calentador de tamaño incorrecto para la aplicación. Esto incluye tanto el ajuste del diámetro del que hablamos antes como la longitud de la parte calentada. Si el calentador es demasiado corto, la sección del cable no calentado puede quedar dentro del orificio, lo que puede formar un punto frío. Si la parte calentada es demasiado larga y sobresale del agujero, la parte que no está cubierta por metal no puede transmitir calor, lo que hace que se sobrecaliente y se rompa.
La humedad y la contaminación son la segunda causa más común de falla. El polvo de óxido de magnesio se utiliza como aislamiento dentro de un tubo calefactor eléctrico de un solo cabezal. Es higroscópico, lo que significa que absorbe fácilmente la humedad del aire. El volumen interno de un calentador de cartucho cambia cuando se enciende y apaga, lo que aspira aire del exterior. Si el aire tiene humedad u otras cosas, como vapor de aceite, estas cosas son absorbidas por el calentador. Cuando vuelves a encender el calentador, la humedad se convierte en vapor, lo que genera presión dentro del calentador y oxida el cable de resistencia. Esta oxidación adelgaza el cable con el tiempo hasta que se rompe como un fusible-40. En circunstancias muy malas, la humedad puede provocar un cortocircuito tan pronto como se enciende la alimentación.
Otro error típico es utilizar un voltaje incorrecto. Un calentador de cartucho con capacidad para 120 voltios producirá cuatro veces su potencia nominal si se conecta a un suministro de 240 voltios. Esto se debe a que la potencia cambia con el cuadrado del voltaje. El calentador se calienta demasiado casi de inmediato debido a este gran aumento en la potencia. Por otro lado, hacer funcionar un calentador a un voltaje más bajo que el nominal reduce la salida pero no daña el calentador; simplemente tarda más en calentarse. Antes de encender el calentador, asegúrese siempre de que el voltaje suministrado coincida con el valor nominal de la placa de identificación del calentador.
El tubo calefactor eléctrico de un solo cabezal de 26 mm tiene su propio conjunto de reglas, especialmente para unidades con un gran diámetro. Un mayor aislamiento de MgO suele ser algo bueno, pero un mayor volumen interior también significa una mayor masa térmica. Cuando un calentador de 26 mm se rompe porque no encaja correctamente, el daño suele ser muy grave porque el calor se acumula en el interior antes de que aparezcan indicadores de problemas. La experiencia sugiere que un espacio de aire de tan sólo 0,3 mm puede reducir la eficiencia de la transferencia de calor en más de un 30 %, haciendo que el calentador se caliente peligrosamente-12.
Demasiados ciclos de temperatura también hacen que los calentadores duren menos. Si el sistema de control utiliza encendido-apagado básico en lugar de control proporcional, el calentador pasa por ciclos de expansión y contracción térmica una y otra vez. El cable de resistencia y el aislante de MgO se someten a tensión con cada ciclo. Esta tensión provoca micro-fisuras y, finalmente, fallos con el tiempo. Los controladores de potencia de tiristores que detienen los ciclos de encendido-apagado pueden mejorar en gran medida la vida útil de los calentadores de cartucho de alta-densidad utilizados en aplicaciones de alta-demanda.
¿Qué se puede hacer en la vida real para evitar que ocurran estos problemas? En primer lugar, mantenga siempre la holgura diametral correcta. Para un tubo calefactor eléctrico de un solo cabezal de gran diámetro de 26 mm, debe ser de 0,1 mm a 0,2 mm. En segundo lugar, utilice extremos de terminación sellados para evitar la entrada de humedad. En tercer lugar, asegúrese de que el voltaje que utilizó sea el mismo que el calentador indica que debería ser. Cuarto, asegúrese de que la longitud calentada esté completamente dentro del orificio. En quinto lugar, antes de instalarlo, asegúrese de que el orificio esté limpio y libre de suciedad y cualquier otra cosa que pueda interponerse en el camino. Cada pieza de equipo de calefacción industrial tiene su propio conjunto de requisitos de funcionamiento, y conocerlos es importante para elegir la mejor solución de calefacción.
