콜드 핀이 히터 고장을 일으키나요?

일반적으로 에너지 처리 히터에서는 가열 요소를 전원 단자에 부착하는 핀이 자체적으로 열을 생성하지 않는 것으로 가정되어 왔습니다. 이것이 바로 콜드 핀(Cold Pin)이라고 불리는 이유입니다. 많은 엔지니어들은 콜드 핀이 실제로 열을 발생시켜 히터 고장으로 이어지는 환경을 조성한다고 믿고 있습니다.

에너지 처리 응용 분야에 사용되는 순환 히터가 파손되는 경우 주로 가열 요소가 아닌 장치의 전기 단자와 관련된 고장이 발생합니다. 이는 플랜지와 베이스 플레이트 사이의 스탠드오프 영역에 있는 인클로저에서 가장 자주 발생합니다. 탄화수소 정제, 발전 및 액화천연가스 처리와 같은 응용 분야를 위한 순환 히터는 일반적으로 액체 또는 가스가 주위로 흐르는 챔버를 생성하는 플랜지에 의해 고정된 많은 관형 가열 요소로 구성됩니다.

가열하려는 곳에서 멀리 떨어진 플랜지의 반대쪽에는 전원을 가열 요소에 연결하는 히터 배선이 있습니다. 엔지니어들은 전통적으로 챔버에서 이 인클로저로 누출되는 일부 열을 계산해 왔습니다. 모델은 전체 인클로저에서 챔버가 적당히 증가하는 플랜지에 가까운 이 영역의 가열을 예측했습니다. 모델은 연결 핀에서 발생하는 열을 고려하지 않았습니다.

수십 년 동안 업계 전반의 엔지니어들은 이러한 유형의 히터에 대한 단자 인클로저 온도를 예측하기 위해 모델링에 의존해 왔습니다. 안타깝게도 모델링이 너무 단순하고 단말 내 발열 지점을 모두 고려하지 못한 결함이 있었습니다. 콜드 핀은 기존 발열체에서 볼 수 있는 구리선으로 만들어지지 않았지만, 금속 핀을 통해 충분한 전류가 흐르면 사실상 히터가 됩니다. 기존 모델링을 기반으로 예상했거나 예상했던 대부분의 엔지니어보다 따뜻해집니다.

Watlow의 수석 엔지니어인 Scott Boehmer는 "우리의 새로운 예측 모델링은 콜드 핀이 위치한 인클로저 중앙에서 온도가 최고조에 달하는 곡선을 훨씬 더 많이 보여줍니다."라고 말합니다. "우리는 항상 인클로저의 열이 플랜지 근처에 있다고 가정했지만, 공간의 온도는 핀의 저항으로 인해 해당 영역에서 훨씬 더 높았습니다."

공정 히터 설계가 더 높은 전류량 수준으로 발전함에 따라 물리적으로 더 커지고 더 많은 전력량을 갖게 되었습니다. 어셈블리의 "비히터" 부분에서 발생하는 총 열을 이해하는 것이 더욱 중요해졌습니다. 설계자가 모든 전기 부품의 열 발생을 정확하게 예측하지 못하면 최종 사용자는 히터를 통과하는 유체에 관계없이 문제를 겪게 됩니다.

“터미널 엔클로저 영역은 일반적으로 모든 프로세스 히터 어셈블리에서 가장 약한 부분이며 이는 업계 전반에 걸쳐 사실입니다. 하지만 히터의 성능은 전체 시스템의 성능에 달려 있으며 연결이 느슨해지면 작동하지 않게 됩니다.”라고 Boehmer는 말합니다. “여기서 문제가 발생합니다. 즉시는 아니지만 발열체가 고장나기 전에 항상 발생합니다.”

Watlow 엔지니어들은 인클로저 설계를 개선하여 온도를 낮추는 방법을 모색하고 있습니다. 종단 영역의 수명을 향상시키는 또 다른 방법은 프로세스 히터를 설치하는 데 적절한 배선을 사용하는 것입니다. 히터의 전력 부하에 적합하지 않은 배선을 사용하는 것도 원인이 될 수 있습니다.

"인클로저의 온도를 더 잘 이해하면 문제를 처리하고 프로세스 히터의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 다양한 방법을 찾을 수 있습니다."라고 Boehmer는 말합니다. “이 분야에서 일하고 고객에게 영향을 미치게 되어 매우 흥미로운 시간입니다.”

Johann Lainer님이 함께 있습니다와트로