ניתוח כשל צריבה יבשה של מחממי צנרת וטכנולוגיה למניעת יירוט זרימה
תנורי חימום חשמליים בצנרת נמצאים בשימוש נרחב בחימום נוזלי של צינורות תעשייתיים, והפרעות זרימה וזרימה נמוכה הם התמריצים העיקריים לשריפה יבשה של מחמם צינורות. בשונה מציוד חימום טנקים, מחממי צינור מסתמכים על מדיום זורם מתמשך כדי להסיר חום. ברגע שהזרימה הבינונית תופרע, חסומה או נמוכה מקצב הזרימה הבטוח, צינור החימום יאבד את תנאי פיזור החום ויווצר כשל שריפה יבשה מהירה. לשריפה יבשה בצנרת יש מאפיינים של מהירות כישלון מהירה ונזק יסודי, ורוב מחממי הצינור נגרטים לחלוטין תוך עשרות שניות לאחר הפסקת הזרימה. מערכת זיהוי זרימת הצמדה תרמי היא האמצעי הטכני המרכזי למניעת שריפה יבשה של מחמם צינורות.
עקרון העבודה של מחממי צינור קובע את הרגישות הקיצונית שלהם לשינויי זרימה. צינורות חימום צנרת מותקנים בחללי צנרת סגורים, עם חלל פנימי צר וללא נפח אחסון בינוני. בתנאי עבודה רגילים, הנוזל הזורם לוקח חום ללא הרף כדי לשמור על טמפרטורת צינור יציבה. כאשר הצינור חסום, השסתום נסגר בצורה לא תקינה או שהמשאבה מפסיקה לשדר, הנוזל הפנימי סטטי באופן מיידי, ולא מתווסף מדיום חדש בטמפרטורה-נמוכה. החום שנוצר על ידי צינור החימום מצטבר במהירות בחלל הסגור, והטמפרטורה עולה בחדות ליצירת שריפה יבשה.
שריפה יבשה נסתרת-נמוכה היא הסכנה הנסתרת העיקרית של מערכות חימום בצנרת. תקלות רבות של שריפה יבשה בצנרת אינן הפרעה מוחלטת בזרימה, אלא פעולה ארוכת טווח- מתחת לקצב הזרימה הבטוחה. כאשר הזרימה הבינונית אינה מספקת, החום הנלקח ליחידת זמן קטן מהחום שנוצר על ידי צינור החימום, וכתוצאה מכך הצטברות חום מתמשכת ועליית טמפרטורה איטית. שריפה יבשה זו בזרימה נמוכה-מתפתחת לאט ואין לה סימנים חריגים ברורים בשלב המוקדם, מה שיוביל בסופו של דבר לפחממות בידוד ושחיקה של הצינור לאחר פעולה מצטברת-לטווח ארוך.
פגמים במבנה הצנרת מחמירים את סיכוני השריפה היבשה. אזורים מתים במרפק, חסימת מסנן ומוטציה בקוטר הצינור יהוו אזורי זרימה-נמוכים מקומיים. צינורות החימום המסודרים באזורים מתים אינם יכולים להשיג ניקוי נוזלים יעיל ופיזור חום, ויוצרים התחממות יתר מקומית של שריפה יבשה. שימור לחץ סטטי בצינור-סגור מוביל גם לצריבה יבשה-נמוכה לסירוגין במהלך פעולת מרווחי ציוד.
להגנת טמפרטורה בודדת יש פגמים ברורים בהגנה על מחמם צינורות. לצינור הסגור יש ביצועי בידוד תרמי טובים, ולעליית הטמפרטורה יש עיכוב מסוים. כאשר הצמד התרמי מזהה-טמפרטורת יתר ומנתק את החשמל, לצינור החימום כבר נגרם נזק חמור לשריפה יבשה. הגנת טמפרטורה לאחר-לא יכולה למנוע אובדן ציוד, מה שיכול רק להפחית את תאונות הבטיחות הבאות.
הגנה מוקדמת של-הצמדת זרימה היא הפתרון הבסיסי לשריפה יבשה של מחמם צינורות. התקן מתגי זרימה ברמת רגישות גבוהה- בכניסת הצינור, הגדר את סף הזרימה הבטוחה המינימלית, וממש בקרת נעילה בין אות הזרימה ועוצמת החימום. כאשר הזרימה נמוכה מהסטנדרט או מופרעת, המערכת נועלת אוטומטית את פונקציית החימום ומנתקת את החשמל מראש. בשיתוף פעולה עם צמד תרמי מעל-הגנה על גיבוי טמפרטורה, הוא יוצר ערובה בטיחותית כפולה, מבטל לחלוטין תקלות שריפת יבשות שנגרמו בזרימה של ציוד חימום בצנרת.
