נדרש מתקן לייצור PCB כדי להחליף מחמם טבילה טיטניום כושל בקו תחריט כלוריד קופרי. יחידת הטיטניום החזיקה מעמד רק ארבעה עשר חודשים בכימיה העשירה-כלורידית. צוות התחזוקה רצה לעבור ל-PTFE לחיי שירות ארוכים יותר, אך היה מודאג אם אספקת החשמל הקיימת-מעגל תלת-480V עם מפסק של 30A- תוכל להכיל את ההחלפה ללא שינוי.
התשובה תלויה בשלושה גורמים: הספק של תנור החימום החלופי, תצורת המתח והפאזה שלו והוצאת הזרם במתח האספקה. אם ההחלפה תואמת את המאפיינים החשמליים של המקור, אין צורך בחיווט מחדש. אם לא, יש לשנות את המעגל.
התאמת הספק ומתח
תרחיש ההחלפה הפשוט ביותר הוא מחמם PTFE עם אותו הספק, מתח ופאזה כמו יחידת הטיטניום שהוא מחליף. ניתן להחליף תנור חימום טיטניום תלת- של 6 קילוואט, 480V במחמם 6 קילוואט, 480V תלת- פאזי PTFE באמצעות אותם מוליכים, מפסק ומעגל בקרה.
האתגר הוא שמחממי PTFE דורשים לעתים קרובות יותר שטח פנים ותצורה פיזית שונה מאשר יחידות טיטניום באותו הספק. המאפיינים החשמליים עשויים להתאים, אך הממדים הפיזיים עשויים שלא. מחמם PTFE ב-1.2 W/cm² דורש בערך פי שלושה עד ארבעה משטח הפנים של דוד טיטניום ב-4 W/cm². התחליף עשוי להיות ארוך יותר, רחב יותר או בעל צורה שונה.
| פָּרָמֶטֶר | מחמם טיטניום | מחמם PTFE (אותו קילוואט) | תְאִימוּת |
|---|---|---|---|
| הספק | 6 קילוואט | 6 קילוואט | לְהַתְאִים |
| מֶתַח | 480V תלת-פאזי | 480V תלת-פאזי | לְהַתְאִים |
| נוֹכְחִי | 7.2 A לשלב | 7.2 A לשלב | לְהַתְאִים |
| נַחשׁוֹל | 15–20 A | 15–20 A | לְהַתְאִים |
| שטח פנים | 1,500 ס"מ רבוע | 5,000 ס"מ רבוע | 3× גדול יותר |
| עָקֵב | קוֹמפָּקטִי | 3-4× גדול יותר | אולי לא מתאים |
השוואה חשמלית ופיזית עבור מחממי טיטניום לעומת PTFE באותו הספק
גודל ציור ומפסק נוכחי
צריכת הזרם של תנור חימום תלויה בהספק ובמתח שלו, לא בחומר הנדן שלו. תנור חימום של 6 קילוואט ב-480V תלת- פאזי שואב כ-7.2 A לפאזה, בין אם הנדן הוא טיטניום או PTFE. המפסק ומוליכי האספקה אינם צריכים להשתנות אם הספק והמתח זהים.
אם לתנור החימום החלופי יש הספק שונה-גבוהה או נמוכה יותר-הגרלה הנוכחית משתנה באופן פרופורציונלי. החלפה של 9 קילוואט ב-480V תלת- פאזית שואבת 10.8 A לפאזה, מה שמצריך מפסק גדול יותר ואולי מוליכים גדולים יותר. תחליף של 4 קילוואט שואב 4.8 A לשלב ועשוי להשתמש במפסק הקיים.
| מחמם הספק | זרם ב-480V תלת פאזי | מינימום ברייקר | גודל מוליך (נחושת) |
|---|---|---|---|
| 3 קילוואט | 3.6 A | 15 A | 14 AWG |
| 6 קילוואט | 7.2 A | 15 A | 14 AWG |
| 9 קילוואט | 10.8 A | 20 A | 12 AWG |
| 12 קילוואט | 14.4 A | 25 A | 10 AWG |
| 15 קילוואט | 18.0 A | 30 A | 10 AWG |
גודל משיכה ומפסק זרם עבור תנורי טבילה PTFE תלת-פאזיים ב-480V
אתגר הכושר הגופני
המכשול הנפוץ ביותר להחלפה ישירה הוא כושר גופני. מחמם PTFE עם אותו הספק כמו יחידת טיטניום דורש שטח פנים גדול יותר עבור אותה צפיפות וואט, כלומר צרור חימום ארוך יותר או רחב יותר. במיכל תחריט PCB קומפקטי, ייתכן שהמקום הפנוי למחמם לא יכיל את יחידת ה-PTFE הגדולה יותר.
זה המקום שבו יש צורך בתצורות מותאמות אישית. מחמם PTFE מרובה-מעברי סרפנטין או היקפי-לאחר יכול לפזר את שטח הפנים הנדרש בתוך נפח המיכל הזמין. החיבורים החשמליים נשארים זהים, אך הצורה הפיזית של המחמם מיועדת להתאים למיכל.
אם המיכל אינו יכול להכיל את שטח הפנים הדרוש בהספק הרצוי, האלטרנטיבות הן להפחית את ההספק (קבלת זמני חימום- ארוכים יותר), לשפר את הזרימה כדי לאפשר צפיפות וואט גבוהה יותר, או להשתמש בחומר אחר.
תאימות שליטה וחיישנים
מערכת הבקרה-בקר הטמפרטורה, צמד תרמי או RTD, ומגע או SCR- אינם תלויים בחומר מעטפת המחמם. מחמם PTFE יכול להשתמש באותה מערכת בקרה כמו דוד טיטניום, בתנאי שהמאפיינים החשמליים תואמים.
הבדל אחד הוא תגובה תרמית. ל-PTFE מוליכות תרמית נמוכה יותר ומסה תרמית גבוהה יותר מטיטניום, כך שהמחמם מגיב לאט יותר לשינויים בהספק. ייתכן שהבקר יצטרך לכוונן מחדש כדי לתת את הדעת על התגובה האיטית יותר. ברוב המקרים, מדובר בהתאמה קלה, לא בחיווט מחדש.
כאשר יש צורך בחיווט מחדש
יש צורך בחיווט מחדש כאשר למחמם החלופי יש מתח, פאזה או הספק שונים מהמקור. אם מחמם הטיטניום היה 240V חד-פאזי וההחלפה היא 480V תלת-פאזי, יש להגדיר מחדש את מעגל האספקה. אם ההספק גדל באופן משמעותי, יש להגדיל את המפסק והמוליכים.
ייתכן שיהיה צורך בחיווט מחדש גם אם המעגל המקורי היה מוליכים שוליים-בגודל נמוך, מפסק שנדלק בכניסה או מעגל בקרה שאינו יכול להתמודד עם זרם המחמם. במקרים אלה, ההחלפה מספקת הזדמנות לתקן את ההתקנה המקורית.
שלבים מעשיים להחלפה ישירה
ודא את מתח האספקה הקיים, הפאזה וגודל המפסק. ודא שהתנור החלופי תואם לפרמטרים אלה.
מדוד את השטח הפנוי במיכל. השווה אותו לממדים הפיזיים של דוד ה-PTFE הנדרשים עבור הספק וצפיפות הוואט. אם המחמם הסטנדרטי אינו מתאים, שקול תצורה מותאמת אישית.
בדוק את תאימות מערכת הבקרה. ודא שהבקר והחיישן יכולים להתאים את המאפיינים החשמליים של המחמם ואת התגובה התרמית.
אשר את עומק הטבילה וסידור ההרכבה. מחמם PTFE עשוי לדרוש גודל אוגן או כיוון הרכבה שונה מאשר יחידת הטיטניום.
כאשר החלפה ישירה אינה אפשרית
אם המיכל אינו יכול להכיל מחמם PTFE בצפיפות ההספק והוואט הנדרשים, או אם אספקת החשמל אינה יכולה לתמוך בהחלפה ללא שינוי משמעותי, ייתכן שהחלפה ישירה לא תהיה אפשרית. במקרים אלה, תצורת תנור טבילה PTFE מותאמת אישית המיועדת למיכל ואספקת החשמל הספציפית מספקת את הדרך הטובה ביותר קדימה. תהליך המפרט דורש את מידות המיכל, מתח האספקה והפאזה, הספק הנדרש והיסטוריית התקלות של דוד הטיטניום. עבור קווי תחריט PCB עם כימיה עשירה-כלוריד, גישה ספציפית ליישום-מספקת את העמידות הכימית של PTFE בחבילה המתאימה להתקנה הקיימת.
