Un coltivatore di pomodori commerciale nella costa della Florida pensava di aver costruito il perfetto-sistema di riscaldamento della zona radicale-banchi di precisione-in alluminio lavorato, riscaldatori a cartuccia di alta-qualità, controlli PID, tutto il resto. Diciotto mesi dopo, tutti i riscaldatori nell'estremità sud della casa erano spenti. Le guaine si erano assottigliate fino a diventare carta, le perdite stenopeiche stavano scaricando vapore e l'MgO si era trasformato in un pasticcio fradicio e conduttivo. Il colpevole non era la cattiva vestibilità, la densità di watt sbagliata o addirittura l'umidità. Era il terreno stesso-ad alto contenuto di cloruri dovuto a decenni di fertilizzanti e occasionali intrusioni di acqua di mare. Le guaine standard in acciaio inossidabile 304 si erano semplicemente dissolte.
Il suolo non è un mezzo neutro. È un reattore chimico vivente e che respira. A seconda di dove coltivi, può contenere:
Cloruri derivanti da sale antigelo, acqua di mare nebulizzata o fertilizzanti a base di cloruro di potassio
Acidi solforico e nitrico dalla materia organica in decomposizione
Residui alcalini da ammendanti di calce e dolomite
Metalli pesanti e sostanze organiche complesse nei siti industriali bonificati
Alle temperature elevate della guaina tipiche dei riscaldatori a cartuccia (spesso 250–450 gradi F / 121–232 gradi), questi composti diventano notevolmente più aggressivi. I tassi di corrosione trascurabili a temperatura ambiente possono accelerare di un fattore 20-50. Il materiale della guaina che scegli quindi non è una merce-è la differenza tra un sistema di dieci-anni e un mal di testa di due-anni.
Lo spettro dell'acciaio inossidabilePer la stragrande maggioranza dei terreni agricoli, l’acciaio inossidabile Tipo 304 è perfettamente adeguato. Gestisce con facilità l'acidità moderata e i sali fertilizzanti occasionali. Ma se ci si sposta in-ambienti ricchi di cloruro-zone costiere, case alte-tunnel con fertirrigazione pesante o serre vicino a strade invernali salate-e il 304 inizia a scavare nel giro di pochi mesi. La soluzione è il Tipo 316 o 316L. L'aggiunta del 2–3% di molibdeno migliora notevolmente la resistenza alla vaiolatura e alla corrosione interstiziale. Nei test fianco a fianco condotti da un grande propagatore nei Paesi Bassi, i riscaldatori 316L hanno durato 4,8 volte più a lungo dei riscaldatori 304 in un terreno con 850 ppm di cloruro.
Quando l'acciaio inossidabile non bastaAlcuni siti sono semplicemente troppo ostili per qualsiasi tipo di acciaio inossidabile. Vecchie aree industriali dismesse che vengono bonificate per colture speciali, serre geotermiche con vapore ricco di zolfo-o progetti di bonifica che utilizzano il desorbimento termico spesso richiedono leghe ad alto-nichel. Le guaine Inconel 600 o Incoloy 800HT possono sopravvivere all'esposizione continua a 800 gradi F (427 gradi ) in ambienti con pH 2-3 che consumerebbero 316 litri in settimane. Certo, costano 3-4 volte di più dell’acciaio inossidabile, ma quando un singolo guasto può far crollare un impianto di cannabis da 2 milioni di dollari, i conti cambiano rapidamente.
La conclusione è il tallone d'AchilleAnche il miglior materiale della guaina è inutile se la tenuta all'estremità del cavo fallisce. L'invasatura epossidica standard va bene nei forni industriali asciutti, ma si dissolve o si crepa nel terreno umido e chimicamente attivo. Il gold standard è una terminazione sigillata ermeticamente: un cappuccio terminale saldato in 316L, guarnizioni in vetro-su-metallo e conduttori a loro volta rivestiti in Teflon-e con doppio-isolamento. Queste terminazioni di "grado- sommergibile" sopravvivono normalmente al completo seppellimento in terreno saturo e acido per otto-dodici anni.
Corrosione galvanica: il partner silenziosoNon dimenticare mai che il terreno bagnato è un elettrolita. Se la guaina del riscaldatore inossidabile entra in contatto con un tubo zincato, una piastra di alluminio o anche un diverso grado di inossidabile, si forma una cella galvanica. Il metallo meno nobile diventa l'anodo e si corrode preferibilmente. La soluzione è semplice: utilizzare boccole di isolamento dielettrico (PTFE o polimero ad alta-temperatura) in ogni punto di montaggio oppure realizzare l'intero pozzetto termico con la stessa lega della guaina del riscaldatore.
La temperatura moltiplica il problemaLa corrosione non è lineare con la temperatura-è esponenziale. Un riscaldatore funzionante a una temperatura della guaina di 350 gradi F (177 gradi) in un terreno aggressivo perderà metallo circa otto volte più velocemente dello stesso riscaldatore mantenuto a 250 gradi F (121 gradi). Questo è il motivo per cui la corretta densità di watt e l'adattamento del foro non sono un lusso,-sono difese chimiche. Un riscaldatore più lungo e a densità inferiore-mantiene la temperatura della guaina più vicina alla temperatura del suolo e rallenta notevolmente la corrosione.
Monitoraggio a lungo termineLe installazioni permanenti dovrebbero includere un semplice piano di gestione della corrosione:
Ispezione visiva annuale di eventuali sezioni di guaina esposte
Quarterly megger testing (target >20 MΩ a 500 V)
Controlli dello spessore ad ultrasuoni sui riscaldatori dei campioni ogni due anni
L'andamento dell'assorbimento di corrente del riscaldatore-in aumento dell'amperaggio spesso segnala un assottigliamento della guaina e un aumento della resistenza
Quando lo spessore della parete della guaina scende al di sotto di 0,012 pollici (0,3 mm) su un riscaldatore da 0,5-pollici, sostituirlo tempestivamente. Il costo di una sostituzione anticipata è irrisorio rispetto a un’interruzione di mezza stagione.
La linea di fondoLa differenza di prezzo tra un riscaldatore in acciaio inossidabile 304 e un'unità 316L o Inconel adeguatamente specificata è solitamente inferiore a $ 18 per elemento. La manodopera per sostituire un riscaldatore guasto in una serra finita può superare i 120 dollari. Il mancato guadagno durante i periodi di inattività può essere di migliaia. Per qualsiasi progetto che dovrebbe durare più di tre stagioni-o qualsiasi sito con problemi chimici noti-selezionare il giusto materiale della guaina non è un aggiornamento. È la gestione del rischio di base.
Il suolo sarà sempre chimicamente attivo. La domanda è se i tuoi riscaldatori a cartuccia sono costruiti per combattere quella chimica o per arrendersi ad essa. Scegli la guaina adatta al campo di battaglia e il tuo sistema di riscaldamento diventerà uno dei componenti più affidabili dell'intera fattoria.
