ÁSVÁNYI SZIGETELÉSŰ FŰTŐKÁBELEK

Átírás

1 ÁSVÁNYI SZIGETELÉSŰ FŰTŐKÁBELEK ISMÉRVEK Az ásványi szigetelésű fűtőkábel egy magnézium oxiddal szigetelt ellenálló vezetőből valamint egy külső fémhüvelyből áll, hegesztés használata nélkül. Annak érdekében, hogy a különböző gyakorlati igényeket ki lehessen elégíteni; a vezető kivitelezhető rézből, kumanalból vagy nikkelből/krómból 80/20 arányban; miközben a külső hüvely kialakítható rézből, rezes nikkelből 70/30 arányban; AISI 321-ből és Inconel 600-ből is. Az ásványi szigetelésű fűtőkábel egy olyan gyártási folyamaton megy át, mely egy több, választható vezetékelési és hőkezelésifolyamatot von magába: a hüvely külsején kivitelezett borítás ásványi szigetelést tartalmaz, amely az egész vezető hosszán úgy megy végig, mintha az tökéletesen homogén részét képezné az egész huzalnak. Az ilyen műveletek során a hüvely/szigetelés, ill. szigetelés/vezető vonatkozásában keletkező deformálódások egymás viszonylatában arányosan következnek be; anélkül, hogy ez módosítaná a Magnézium-Oxid jellegét, valamint azon fémből készült elemek elektronikus és mechanikai tulajdonságait, amelyekből összetevődik a kábel. Amikor az ásványi szigetelésű fűtőkábel olyan helyekre kerül beépítésre, ahol olyan vegyi, illetőleg atmoszférikus közvetítők vannak jelen, amelyek a külső hüvely korróziós folyamatátelő tudjákidézni, akkor a hüvelyt egy magas sűrűségű polietilénes bevonattal (HDPE) kell megvédeni a korróziótól. Ebben az esetben a maximális üzemi hőmérséklet nem haladhatja meg a 105 o C-ot. Az ásványi szigetelésű fűtőkábeleket ennek megfelelően alkotják meg, az IEC800-as normával összhangban és így a főbb ismérvei a következőek: - megnövekedett teljesítmény: lévén az ásványi szigetelésű fűtőkábelek nem szerves anyagból készülnek, nagyon magas hőfokon és erős áramleosztás alatt is képesek üzemelni. - élettartam: a kábel tulajdonságai nem romlanak az idő múlásával, a szervetlen komponensekből való kialakításnak köszönhetően. - mechanikai ellenállás: az ásványi szigetelésű fűtőkábelek hajlíthatóak, alakíthatóak és akármilyen formában installálhatóak anélkül, hogy fennállna annak a veszélye, hogy károsodás következne be a kábelstruktúrában, vagy, hogy a kábel tulajdonságaiban módosulások mennének végbe. - védelem: a külső, folytonos és hegesztéstől mentes hüvely kiváló mechanikai védelmet biztosít; és úgy kell tekinteni rá, mint vezetővédelemre. Az ásványi szigetelésű fűtőkábelek számos, fűtéssel kapcsolatos, az iparágban előforduló problémára a legegyszerűbb és a leghatékonyabb megoldást nyújtják.

2 ALKALMAZÁSOK C-ig atermékek üzemben tartására. - fagyásgátlás, még olyan csővezetékeknél is, ahol üzemi hőmérsékleten a benne lévő pára/gőz elérheti a C-ot is. - hosszú vezetékelés egy kimenettel való tápellátás esetén is. - olyan installációs területen is, ahol fennáll a robbanás és tűzeset veszélye is, az ATEX normatíva értelmében. - különösen ajánlatos olyan ipari folyamatokhoz, ahol a fenntartandó hőmérséklet rendkívül magas. - megfelelő megoldás olyan helyeken, ahol magas teljesítmény és megemelkedett üzemben tartási hőmérséklet gyakran előfordul. - kiváltképp fűtési folyamatokhoz megfelelő. MŰSZAKI ADATOK A vezető ellenállása a hőmérséklet függvényében a következő reláció alapján határozható meg: Rt= R20 x (1+α x (t-20)) ahol: Rt= hőmérsékletre vonatkozó ellenállás R20= 20 0 C-on való hőmérsékletre vonatkozó ellenállás α= hőmérsékleti koefficiens t= vizsgált hőmérséklet Az α értékeit és a (1+α x (t-20)) értékeit a következő táblázat mutatja be: Term. vezető Ellenállás 20 0 C-on Koefficiens Réz (C) 1,72 µω cm 2 /cm 0,004 Kumanal (K) 41,0 µω cm 2 /cm 0 Nikkel / Króm 80 / 20 (T) 113 µω cm 2 /cm változó Réz (C) Hőmérséklet 0 C (1+α x (t-20)) , , , , , ,92 Kumanal (K) Hőmérséklet 0 C (1+α x (t-20)) 20-tól 350-ig 1 Nikkel / Króm 80 / 20 (T) Hőmérséklet 0 C (1+α x (t-20)) , , , , ,062

3 ÁSVÁNYI SZIGETELÉSŰ FŰTŐELEMEK A fűtőelem hozzátartozik egy rendszerhez: - amelyet olyan módon terveztek, hogy a megfelelő borítás az adott hőmérsékleten biztosítani tudja a termikus energiát; - már a gyárban összeszerelésre kerül és kész az üzembe helyezésre, azért hogy kapcsoló dobozok használatával vagy kapcsolószekrényes összeköttetéssel közvetlenül be lehessen üzemelni. - az ásványi szigetelésű fűtőelem egy olyan aktív szakaszolt részből tevődik össze, amelyet fűtésre terveztek, valamint kettő olyan rideg végződésből is áll, amelyek arra alkalmasak, hogy ezeken keresztül kapcsolódjon a fűtőkábelhez. A rideg szekciók nehézsúlyú szériás (450/750 V) ásványi szigetelésű fűtőkábelből állnak, mely lehet egy vagy kétpólusú is, olyan rézből készült vezetővel ellátva, amely szekciója jelentősen magasabb rendű, mint a fűtőkábelé. Ezek a szakaszok normál esetben egy sárgarézből készült kapcsolóval - ½ -es gáz UNI EN 228 (ex UNI 338) IP 67-es védelmi fokozattal és egy földelő drótos kivezetéssel vannak felszerelve. Fontos, hogy nem szabad hajlítania forrasztások közvetlen közelében!

4 A FŰTŐKÁBELEK KIVÁLASZTÁSA A fűtőkábelek kiválasztásánál a következőképpen kell eljárni: - ki kell számítani a szükséges erősséget - ki kell számítani a kábel ohm ellenállását, az R-t, ami ahhoz szükséges, hogy elérjük a kívánt erősséget: R= V 2 W ahol: V = tápfeszültség (v) W= erősség (W) - el kell osztani az R értékét a fűtőelem hosszával, ahhoz hogy megkapjuk a specifikus ellenállásokat (Ω/m); - ki kell választani azt a megfelelő fűtőkábelt, amelynek az ellenállása a leginkább megközelíti az adott értéket. A KIVÁLASZTOTT FŰTŐKÁBELEK HELYESSÉGÉNEK IGAZOLÁSA - ki kell számítani az elért normál üzemű hőmérsékletet a fűtőkábel hüvelyéből és le kell tesztelni, hogy a hüvely típusának függvényében nehogy túllépje a maximális üzemi hőmérsékletet. - a rézből készült CC és CN sorozatú ellenálló vezetővel rendelkező kábeleknél a következőképpen kell eljárni: egy megadott reláció révén kell kiszámolni az ellenállás értékét az elért normál üzemű hőmérséklet esetére a fűtőkábel hüvelyéből. - le kell ellenőrizni ezt követően, hogy az adott üzemi hőmérsékleten a fűtőelem által leadott erősség megfelel-e az elvárt mennyiségnek; amennyiben nem, akkor olyan fűtőkábelt kell választani, amelynek meghatározott ellenállása az adott kábeltől a legkisebb mértékben tér el negatív irányban, azaz minimálisan kisebb csak az ellenállása; ezek után az újjal is kell megismételni az egész folyamatot. A FŰTŐELEM TOKJÁNAK HŐMÉRSÉKLET MEGHATÁROZÁSA Az 1., 2. és 3. grafikonok lehetővé teszik, hogy különböző töltési szinteknél W/m-ben meg tudjuk határozni a hüvely hőmérsékletét sztenderd átmérőjű kábelek esetén és különböző hőmérsékletű üzemeltetés (hőmérséklet megtartás) vonatkozásában is. A hőmérsékletiértékeket más átmérőkre is át lehet számítani, ilyenkor az ennek megfelelő erősséget W-t - a következő módon lehet kiszámolni: - el kell osztani a töltést (fűtőelem erősségétw-ban) a hosszával, L-el, mely méterben van megadva. - meg kell szorozni ezen értéket (a kábelnek a W/m értékét) a következő viszonyszámokkal,hogy megkapjuk az ezzel megegyező keresett értéket a diagramból.

5 1. GRAFIKON Rézből készült hüvellyel ellátott kábelek (CC és KC sorozat) W = W x L 3 Ø kábel (mm) Példa: KC 315-ös típusú kábel 63 W/m-es erősséggel 50 0 C-os levegő hőmérséklet esetén ennek megfelelő erősség: 63X3/4,3= kb. 44 W/m ezenérték megfelel C-os környezeti hőmérséklet esetén egy kb C-os hőmérsékletnek a hüvely vonatkozásában 2. GRAFIKON Sárgarezes nikkelből készült hüvellyel ellátott kábelek (CN és KN sorozat) W = W x 3,2 L Ø kábel (mm) Példa: KN 400-as típusú kábel 53 W/m-es erősséggel C-os levegő hőmérséklet esetén ennek megfelelő erősség: 53X3,2/4= kb. 42,4 W/m ezen érték megfelel C-os környezeti hőmérséklet esetén egy kb C-os hőmérsékletnek a hüvely vonatkozásában

6 3. GRAFIKON Acél Inox és Inconelből készült hüvellyel ellátott kábelek (TI és TINC sorozat) A kábelek hüvelyeinek hőmérséklete Aisi-ből és Inconel-ből készült TI és TINC sorozatú hüvellyel W = W x 3,2 L Ø kábel (mm) Példa: TI 400-as típusú kábel 228,4 W/m-es erősséggel C-os levegő hőmérséklet esetén ennek megfelelő erősség: 228,4X3,2/4,7= kb. 155 W/m ezen érték megfelel C-os környezeti hőmérséklet esetén egy kb C-os hőmérsékletnek a hüvely vonatkozásában A szigeteléssel ellátott fűtőelemek hüvelyeinek hőmérsékletét közelítéses módszerrel a következő képlet alapján lehet meghatározni: T g = T n + 9,33 + W d 2 Ahol: T g = A hüvely hőmérséklete ( 0 C) T n = A kábelt körülvevő környezet hőmérséklete; vagy az a hőmérséklet, amelyet egyezőnek tartunk az üzemeltetés fenntartásához szükséges hőmérséklettel W= A kábel minden egyes méterére jutó leosztott erősség (W/m) d 2 = A fűtőkábel külsejének átmérője