Installazione del riscaldatore a cartuccia in ambienti-con vibrazioni elevate
Uno scenario che si presenta regolarmente nelle apparecchiature mobili, nei macchinari per l’imballaggio e nelle applicazioni aerospaziali riguarda i riscaldatori che si guastano non per surriscaldamento ma per stress meccanico. L'apparecchiatura vibra. Il riscaldatore trema. I cavi si flettono. Con il passare del tempo le connessioni interne si affaticano e si rompono. Il riscaldatore potrebbe funzionare correttamente quando viene rimosso, ma un tocco delicato rivela un circuito aperto intermittente. Gli ambienti ad alte vibrazioni richiedono un approccio diverso alla selezione e all'installazione del riscaldatore a cartuccia.
La prima linea di difesa contro le vibrazioni è la costruzione interna. La struttura pressata, in cui i cavi sono sigillati all'interno del corpo del riscaldatore, gestisce le vibrazioni meglio della struttura aggraffata. L'assenza di un giunto a crimpare esterno elimina un potenziale punto di rottura. La connessione interna è supportata dal MgO compattato, che smorza le vibrazioni e impedisce il movimento. Per applicazioni con vibrazioni estreme, alcuni produttori offrono riscaldatori con strutture di supporto interne aggiuntive, come distanziatori in ceramica che bloccano il filo di resistenza in posizione.
Anche il materiale della guaina gioca un ruolo. Le guaine a parete più spessa resistono alla flessione e alla fatica meglio delle pareti sottili. Le leghe ad alta resistenza come Incoloy® mantengono le loro proprietà meccaniche sotto vibrazione meglio dell'acciaio inossidabile standard. Anche la lunghezza del riscaldatore è importante. Un riscaldatore lungo e non supportato agisce come un cantilever, con l'estremità terminale che subisce lo stress maggiore. Supportare il riscaldatore in più punti lungo la sua lunghezza riduce questo stress.
La gestione dei cavi è fondamentale nelle applicazioni di vibrazione. I cavi devono essere fissati in modo che non vibrino contro il corpo del riscaldatore o uno contro l'altro. L'armatura in acciaio inossidabile o il condotto flessibile protegge i cavi dall'abrasione e assorbe parte dell'energia meccanica. I conduttori devono essere instradati con un circuito di servizio-una curva delicata-che offra gioco per il movimento senza trasmettere vibrazioni alla terminazione. È necessario utilizzare dei morsetti per fissare i cavi a intervalli, ma non devono comprimere l'isolamento o creare una piega netta.
Il montaggio del riscaldatore stesso deve resistere alle vibrazioni. Un riscaldatore trattenuto solo per attrito in una cavità può allentarsi nel tempo. Sono essenziali raccordi filettati, flange o staffe che bloccano positivamente il riscaldatore in posizione. Per le applicazioni in cui il riscaldatore viene rimosso frequentemente, i connettori a disconnessione rapida con meccanismi di bloccaggio positivo impediscono la disconnessione accidentale. L'hardware di montaggio deve essere realizzato con materiali che resistono all'allentamento dovuto alle vibrazioni, come rondelle di bloccaggio in acciaio inossidabile o composti frenafiletti.
L'esperienza dimostra che i guasti dovuti alle vibrazioni spesso mostrano segni caratteristici. I conduttori potrebbero essere usurati nei punti in cui sono entrati in contatto con bordi taglienti. La terminazione potrebbe mostrare segni di sfregamento-una fine polvere nera causata dallo sfregamento delle superfici metalliche l'una contro l'altra. Il riscaldatore potrebbe avere un punto lucido nel punto in cui ha sfregato contro la parete della cavità. Questi segnali indicano la necessità di un supporto migliore, di materiali più resistenti o di un approccio di montaggio diverso.
Per le apparecchiature che funzionano in ambienti ad alte vibrazioni, i riscaldatori a cartuccia standard raramente sono sufficienti. La specifica di riscaldatori con struttura resistente alle vibrazioni, la protezione dei conduttori con armature, il fissaggio del riscaldatore con montaggio positivo e l'instradamento dei conduttori per evitare sollecitazioni contribuiscono a garantire un funzionamento affidabile. Il costo aggiuntivo di queste funzionalità è ridotto rispetto al costo di guasti ripetuti e tempi di fermo imprevisti nelle apparecchiature in cui le vibrazioni sono una presenza costante.
