ロングカートリッジヒーターの一般的な故障モードの診断

長いカートリッジ ヒーターが動作しなくなったり、動作が悪くなったりした場合は、当然のことながら、交換して使い続けることになります。しかし、ヒーターが故障した原因がわからない場合、通常、ヒーターを交換すると別の故障が発生する可能性があります。設置、クリアランス、制御の問題により最初のヒーターが故障した場合、2 番目のヒーターも同様に急速に故障します。機器の信頼性を確認するための最良の方法の 1 つは、何が問題になったのかを時間をかけて解明することです。

壊れたヒーターの何が問題なのかを理解するために最初にすべきことは、キャビティからヒーターを取り出す前にそれをよく見ることです。これには細心の注意を払う必要があります。ホットスポットは、シース上の局所的な変色または水疱によって示されます。そのホットスポットがある場所には物語があります。先端近くのホットスポットは通常、ヒーターがキャビティに対して短すぎたため、先端がサポートされておらず、熱を逃がすことができなかったことを意味します。中央にホットスポットがある場合は、キャビティ内のその点にエアギャップまたは汚染があることを意味する可能性があります。リード端付近の高温領域は、低温領域が短すぎるか、終端が高温領域に引き込まれたことを意味します。


もう 1 つの手がかりは、鞘が腫れているか膨らんでいることです。これは、内部抵抗線が高温になり、MgO 絶縁体が破壊して膨張した場合に発生します。ほとんどの場合、膨張は、ワット密度が作業に対して高すぎるか、シースの熱接触が良好でなく熱の流出が妨げられるために発生します。内部が修復不可能なほど損傷しているため、膨張しているヒーターを決して元に戻さないでください。

シースの表面に傷やかじりがある場合は、取り付けまたは取り外しの際に何かが邪魔になったことを意味します。かじりが主にヒーターの片側にある場合は、キャビティがねじれているか、真っ直ぐではない可能性があります。ずっと同じであれば、ギャップが小さすぎる可能性があります。かじりによりシースから保護されている酸化皮膜が剥がれ、ヒーターが錆びやすくなったり、高い部分が嵌まりにくくなったりします。

それを確認した後、電気試験を行うとさらに詳しい情報が得られます。リード線間に導通がない場合は、抵抗線がどこかで断線していることを意味します。その領域に開回路と目に見えるホット スポットがあれば、それが正しいことを確認します。目に見える損傷がない開回路は、内部圧着接続が故障していることを意味します。これは通常、熱膨張応力または作業するには短すぎるコールドゾーンが原因です。

アースへの短絡は、リード線の一方または両方とシースの間に導通がある場合に発生します。これは、抵抗線がシースに触れたことを意味します。これは通常、MgO 絶縁体に亀裂が入ったり、湿気を吸収したりするときに起こります。メガーテストは絶縁抵抗をチェックし、重大な短絡が発生する前に問題を発見することができます。導通テストには合格してもメガーテストに不合格のヒーターは、絶縁が全電圧に耐えるほど強くありません。

断続的に障害が発生した場合、何が問題なのかを理解するのが最も困難です。ヒーターが時々作動する場合と作動しない場合は、通常、端末内部の接続が緩んでいます。これは、圧着が適切に絞られていなかったか、リード線が内側で切れていても、ワイヤが特定の位置にあると接触している可能性があります。導通を監視しながらリードを曲げることで、このような断続的な断線を見つけることができます。リード線を移動したときに導通が変化する場合、問題はヒーター本体ではなく、リード線または終端にあります。

問題を診断するもう 1 つの方法は、ヒーターの耐寒性を測定し、それを元の仕様と比較することです。抵抗値が予想よりも高い場合は、抵抗線が酸化により細くなっているか、どこかに高抵抗接続があることを意味している可能性があります。-値が予測よりも低い場合は、ワイヤが 1 点でシースに接触したが、完全には破損していないことを意味している可能性があります。

次の手順では、障害モードが見つかった後、その根本原因を見つけます。ピンゲージを使用してキャビティ内のスペースを確認します。キャビティの深さを確認し、それがヒーターの長さとどのように比較されるかを確認してください。くぼみに汚れ、バリ、表面の損傷がないか確認してください。ワット密度とデバイスが動作する温度を確認してください。制御システムをチェックして、サイクルが多すぎるか、または適切に調整されていないかを確認します。リードの配線にひどい曲がり、ひずみ、または熱への曝露がないか確認してください。あらゆる情報により、考えられる原因が小さくなります。

故障したヒーターは単に部品が壊れているだけではありません。それは熱システム全体について学ぶ方法でもあります。壊れたヒーターの写真、キャビティの測定値、使用方法に関するメモなど、故障の記録を残すことで、時間の経過に伴うパターンを示すデータベースが作成されます。同じタイプのアプリケーション障害が何度も発生する施設は、その情報を使用して、クリアランス仕様の調整、シース材料の更新、制御アプローチの変更などの特定の変更を行うことができます。故障を正しく診断すると、発生し続ける問題が解決されるため、ダウンタイムが短縮され、すべてのヒーターの寿命が長くなります。