高湿度で 6 か月間保管した PFA ヒーターの初回起動期間が 20% 短いのはなぜですか?{2}}

Moisture is absorbed by PFA heaters kept in high-humidity conditions (>相対湿度 80%) でポリマー シースを通過し、PFA と金属コアの間の環状ギャップに入ります。壁の厚さと保管温度に応じて、ヒーターは 6 か月間で 0.5 ～ 2.0 グラムの水を吸収します。最初の動作中（起動時）に金属コアが 100 度に達すると、この水分が蒸気に変わります。-急速な膨張によって生じる内圧 (10 ～ 100 bar) により、PFA が内側から膨れます。このプロセスは蒸気膨れとして知られています (記事 #61 を参照)。微小な損傷により PFA- 金属界面が劣化し、たとえ初期のブリスター破裂がなかったとしても、長期的な接着力が低下します。-。乾燥状態で保管された同一のヒーターと比較した場合 (<30% RH) settings, heaters stored in humid conditions have a 20–40% shorter service life. PFA heaters should be kept in airtight bags with desiccant to avoid this. Before using the heater for the first time, dry it at 80°C for 24 to 48 hours if humid storage cannot be avoided.

保管中の吸湿
PFA は、低いですが検出可能な速度で水を吸収します: 相対湿度 50% で 0.03 ～ 0.10 重量%、95% で 0.08 ～ 0.20%。これは、2キログラムのヒーターに対して0.6〜4グラムの水に相当します。金属コアは親水性で水分を凝縮するため、この水の大部分は PFA- 金属界面に集まります。水は毛細管現象により接触ギャップ (0.1 ～ 1.0 μm) に保持されます。接触部には通気がないため、吸収後の水は周囲温度では容易に蒸発しません。水分は 80 ～ 100 度に長時間加熱することによってのみ除去されます。

金属コアは初期起動時に急速に加熱されます。水は 100 度以上の温度で沸騰して蒸気になります。体積膨張 (1,600 倍) によって局所的な圧力スパイクが発生します。 PFA が降伏すると、直径 0.5 ～ 5 mm のブリスターが形成されます。この水ぶくれは取り返しのつかない害を及ぼします。水疱が破裂しなくても、PFA は局所的に薄くなり、剥離します。乾燥状態で保管したヒーターと比較すると、ヒーターの寿命は 20～40% 短くなります。{11}}

保管期間と湿度による寿命の短縮
相対湿度 (%) 保管条件期間 (月) 初回起動時-起動時のブリスター密度 (100 cm2 あたり) 吸収された水分 (g) 乾燥状態での保管と寿命の減少 (%)
乾燥（乾燥剤袋）<10% 12 <0.1 0%
通常（密閉プラスチック） 30–50% 6 0.2–0.5 0–5 5–10%
通常 (屋外) 60–80% 6 0.5–1.0 5–20 10–20%
高湿度 (開放) 80–95% 3 0.8–1.5 10–30 15–25%
高湿度 (開放) 80–95% 6 1.2–2.5 20–60 20–35%
高湿度 (開放) 80–95% 12 1.5–3.5 50–100+ 30–50%
Condensation (wet storage) 100% (liquid) >100 50–70%
最初のスタートアップが最もリスクが高い理由-
ヒーターは最初の起動後も作動し続け、高温になる場合があります。{0}}しかし、水ぶくれは緊張の焦点として機能します。連続的な熱サイクル中にブリスターの境界に亀裂が発生します。ヒーターは 2 ～ 3 年ではなく、6 ～ 12 か月で故障する可能性があります。ヒーターを正しく始動し、乾燥した状態に保てば、水膨れが発生することなく長期間使用できます。

20 台のヒーター-10 台は乾燥した乾燥剤袋に入れ、10 台は相対湿度 80% の屋外で-フィールド テスト中に 6 か月間保管されました。その後、すべてを 80 度の水中で 3 W/cm2 で実行しました。乾燥状態で保管されたヒーターの平均寿命は 8,000 時間（地絡まで）で、膨れはありませんでした。湿気の多い場所に保管されたヒーターは、平均寿命が 31% 低い 5,500 時間で、水膨れの発生率は 30% でした。

軽減と予防
保管時の予防策:

ヒーターは、5 ～ 10 グラムの乾燥剤 (モレキュラーシーブまたはシリカゲル) とともに密封されたホイルパックに入れて保管する必要があります。

半年ごと、または表示がピンク色になったら、乾燥剤を交換してください。

結露を防ぐため、10 ～ 30 度の温度管理された環境に保管してください。{0}

袋を開封した場合は 30 日以内に使用してください。そうでない場合は、再乾燥してください。

初めて使用する前の乾燥プロセス:
Dry a heater before installing it if it has been kept in humid conditions (>50%RH) で 3 か月以上。

24 ～ 48 時間、ヒーターを 80 度のオーブンに置きます (PFA の劣化を防ぐため、100 度を超えないようにしてください)。

乾燥するときは暖房がオフになっていることを確認してください。

大型ヒーターの場合は 96 時間まで延長します。

乾燥後はすぐに設置するか、乾いた袋に入れて保管してください。

代わりに、ヒーターを設置し、定格出力の 10% で 1 日稼働させ、蒸気ブリスターを起こさずに徐々に水分を除去します。その後、2時間ごとに出力が10％増加します。

現場での例
8 か月間、めっき施設では、相対湿度が高い (75 ～ 90%) 地域の開いた棚に追加の PFA ヒーター 20 台を保管しました。設置後 18 か月以内に、20 台中 15 台が故障しました (平均寿命: 14 か月)。その後、工場では乾燥保管用に乾燥剤バッグを使用しました。次の 20 個のヒーターの寿命は 30 ～ 40 か月でした。この企業は、密閉容器と乾燥剤バッグのコストが 50 ドルで、ヒーター 1 台あたり 400 ドルの早期交換費用が節約できると見積もっていました。

結論として、湿った状態で保管すると寿命が 20 ～ 40% 短くなります。
At the PFA-metal interface, PFA heaters kept for six months in high-humidity conditions (>80% RH) 1 ～ 2 グラムの湿気を吸収します。乾燥状態で保管されているヒーターとは対照的に、-この湿気は最初の起動時に蒸発して蒸気となり、内部に水泡が発生してヒーターに不可逆的な損傷を与え、耐用年数が 20～40% 短くなります。これを避けるために、ヒーターは乾燥剤とともに密封された袋に保管してください。湿気の多い保管が避けられない場合は、ヒーターを初めて使用する前に、80 度で 24 ～ 48 時間乾燥させてください。数時間の乾燥時間により、数か月にわたる寿命の損失が回避されます。長い人生はドライス​​タートから始まります。短時間のスタートはウェットスタートと呼ばれます。ゆっくりと開始し、乾燥を保ち、長時間耐えます。ヒーターの性能は、保管方法によって決まります。