粘膠短纖在生產(chǎn)中易燃,、易爆、腐蝕性氣體多,、有害氣體排放量大,,對周圍環(huán)境影響很大,尤其對于DCS 控制室,、MCC室內(nèi)的電器元件,。目前,國內(nèi)粘膠短纖行業(yè)使用的DCS 系統(tǒng)控制器,,一般采用電器柜柜內(nèi)安裝,,柜頂部加風(fēng)扇降溫的形式,但有時(shí)由于粘膠短纖行業(yè)中排風(fēng)系統(tǒng)不完善,,導(dǎo)致DCS 控制室空氣中含有近10mg/m3 硫化氫,,侵蝕智能卡件,縮短其使用壽命,。
一,、環(huán)境對智能卡件的影響
由大規(guī)模集成電路、各種晶體管,、CMOS 器件構(gòu)成智能卡件,,工作環(huán)境要求較為苛刻。大多智能卡件電路板采用貼模技術(shù)制作,,考慮到散熱和普通應(yīng)用場合,,表面僅是一般抗腐蝕性防護(hù)。而在空氣中含有較高濃度硫化氫,、二硫化碳的環(huán)境下,,電路板中的銅制元件、線路與硫化氫反應(yīng),,生成大量硫化亞銅,,使集成電路線路短路、斷路或阻值發(fā)生變化,,是造成智能卡件高故障率的根源,。
溫度偏高,易使機(jī)器散熱不暢,,工作參數(shù)產(chǎn)生漂移,,影響電路的穩(wěn)定性和可靠性,,嚴(yán)重時(shí)造成元器件的擊穿損壞??諝獾某睗?,易引起設(shè)備的金屬部件和插接件管部件產(chǎn)生銹蝕,引起電路板,、插接件和布線的絕緣降低,,嚴(yán)重時(shí)可造成電路短路。
卡件本身熱量和周圍環(huán)境溫度過高,、環(huán)境濕度過大,,不僅直接造成卡件故障,同時(shí)加速具有氧化性的硫化氫氣體對于卡件的腐蝕,,這樣一個(gè)惡性循環(huán),,也是造成卡件易損壞、高故障率的原因,。
二,、智能卡件的防護(hù)系統(tǒng)
依據(jù)有關(guān)規(guī)范和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),一般智能卡件溫度控制在18~25℃,,濕度40%~60%較為適宜,。而現(xiàn)場實(shí)際環(huán)境溫度10~35℃,濕度有時(shí)達(dá)到85%,環(huán)境硫化氫腐蝕氣體濃度較高,。為了改善環(huán)境條件,,穩(wěn)定運(yùn)行,如改造整體空調(diào)系統(tǒng),,則成本較高,;如使用專用防腐卡件,因卡件制造廠家實(shí)際技術(shù),、用戶財(cái)力限制等,,初期投資增大2~3 倍;如使密封箱隔離腐蝕性氣體,,有時(shí)智能卡件箱內(nèi)溫度較高,,箱體內(nèi)外熱量交換效率低,多余熱量無法排出,。經(jīng)多次試驗(yàn),,從清除腐蝕性氣體,溫度,、濕度,,智能卡件散熱,穩(wěn)定運(yùn)行等綜合性考慮,研發(fā)了一種智能卡件的防護(hù)系統(tǒng),。
1.智能卡件防護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能(圖1)
(1)電氣保護(hù)箱體部分,。電氣保護(hù)箱體采用304 不銹鋼材料制作,厚度為1.5~2mm,,要求防護(hù)等級達(dá)到IP65 標(biāo)準(zhǔn),箱體內(nèi)外不噴漆,,利于熱量傳導(dǎo),。箱內(nèi)安裝DCS 系統(tǒng)智能卡件。箱體正面安裝帶透明視窗前端蓋,,有利于觀察電氣箱體內(nèi)控制器等智能卡件的運(yùn)行狀態(tài),。箱體上部安裝散熱片和強(qiáng)冷風(fēng)(60W),使箱體快速冷卻,,加速智能卡件熱量的散發(fā),。箱體內(nèi)裝有吸收盒,內(nèi)裝炭粒,、硅膠等吸附劑,,可吸收箱體內(nèi)硫化氫等腐蝕氣體和水分。箱體內(nèi)頂部安裝的PT100 熱電阻用于測量箱內(nèi)溫度,。箱體內(nèi)還懸掛經(jīng)過打磨的紫銅銅片,,通過觀察其顏色變化,監(jiān)測箱內(nèi)腐蝕程度,。箱體外部側(cè)面安裝單向排氣調(diào)節(jié)閥,,用于箱體內(nèi)換氣、降溫,。
(2)壓縮空氣輸送,、凈化、過濾系統(tǒng),。主要由壓縮空氣過濾罐,、吸附劑和空氣輸送管組成。壓縮空氣過濾罐內(nèi)部填裝吸收水分的硅膠和吸收有毒氣體H2S 等的活性炭粒,,對壓縮空氣起凈化,、過濾作用。壓縮空氣進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥與電氣箱箱體外部側(cè)面安裝的單向排氣調(diào)節(jié)閥配合使用,,以利箱體內(nèi)的換氣,,降溫。因使用氣源量不大和氣源的潔凈,,用Φ8 四氟氣源管與自控儀表氣源連接,。
(3)電氣保護(hù)箱體的溫度監(jiān)控系統(tǒng)。PT100 熱電阻信號,通過智能卡件輸入卡,、控制器至上位機(jī),,用于顯示溫度曲線和溫度報(bào)警。
2.智能卡件防護(hù)系統(tǒng)工作原理
(1)腐蝕問題的解決方法,。一般情況下在重腐蝕場合,,其所提供的壓縮空氣內(nèi)部也含有硫化氫等腐蝕成分,夏季空氣中濕度高達(dá)86%以上,,與腐蝕性氣體共同作用下,,加速智能卡件腐蝕速度,超標(biāo)水分和硫化氫等腐蝕成分需經(jīng)該裝置中的吸收盒,、過濾罐過濾裝置去除,,以便滿足智能卡件要求。
含有腐蝕性物質(zhì)硫化氫和水分的壓縮空氣經(jīng)進(jìn)氣管進(jìn)入過濾罐,,壓縮空氣首先經(jīng)過過濾罐內(nèi)低層的吸水硅膠,,吸咐壓縮空氣中的水分,再經(jīng)過過濾罐的上層專用活性炭粒(專用于吸咐腐蝕性物質(zhì)H2S 等),,去掉壓縮空氣中的H2S,,此后潔凈的壓縮空氣經(jīng)壓縮空氣輸送管進(jìn)入電氣箱。在環(huán)境溫度較低(低于20℃),,箱內(nèi)溫度達(dá)30℃,,在智能卡件正常工作范圍以內(nèi),箱內(nèi)部可不加或少量加入壓縮空氣,。利用箱內(nèi)的吸收盒吸收滲入箱內(nèi)的水氣和H2S,,起到空氣凈化的作用,防止卡件氧化腐蝕,。
(2)實(shí)現(xiàn)溫度控制方法,。在箱內(nèi)底部的風(fēng)扇(15W)使電氣保護(hù)箱內(nèi)空氣快速流動(dòng),智能卡件熱量分布均勻,,箱體內(nèi)壁均勻散熱,,箱體上部的散熱片和強(qiáng)冷風(fēng)扇,使箱體快速冷卻,,卡件散發(fā)的熱量快速傳導(dǎo)出去,。當(dāng)箱體內(nèi)溫度較高時(shí),箱內(nèi)通入經(jīng)過過濾的壓縮空氣,,進(jìn)氣量可通過壓縮空氣進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié),,通過單向排氣調(diào)節(jié)閥排出多余過熱氣體,降低電氣箱內(nèi)環(huán)境溫度,。通過在箱內(nèi)加裝溫度傳感器,,監(jiān)測箱內(nèi)溫度,,其信號進(jìn)入被保護(hù)的輸入卡,在控制器的上位機(jī)中,,顯示其曲線,,當(dāng)報(bào)警箱內(nèi)溫度高于40℃時(shí),通過調(diào)節(jié)進(jìn)氣閥和排氣閥,,加大箱內(nèi)進(jìn)氣和排氣量,,使箱內(nèi)溫度降低到正常值40℃以下。如排氣量較大,,可在箱內(nèi)外增加散熱片,,加強(qiáng)散熱。
三,、維護(hù)保養(yǎng)
在日常維護(hù)中,可觀察箱內(nèi)上部懸掛的經(jīng)過打磨的紫銅銅片,,監(jiān)視箱內(nèi)腐蝕程度,,如銅片變黑,生成硫化亞銅,,說明活性炭已失效,,盡快更換。同時(shí)在滿足卡件環(huán)境溫度的前提下,,盡量減少壓縮空氣的通氣量,,保持箱內(nèi)微正壓,延長活性炭和硅膠的使用周期,。在卡件日常維修時(shí),,打開箱蓋時(shí)間盡量縮短,減少腐蝕性氣體侵蝕,。
通過試驗(yàn)運(yùn)行,,有效改善了智能卡件的運(yùn)行環(huán)境,控制系統(tǒng)運(yùn)行可靠,,智能卡件運(yùn)行穩(wěn)定,,穩(wěn)定了生產(chǎn),降低了智能卡件的維修費(fèi)用,。