โรงงานผลิต PCB จำเป็นต้องเปลี่ยนเครื่องทำความร้อนแบบแช่ไทเทเนียมที่ล้มเหลวในสายการกัดกรดคิวริกคลอไรด์ หน่วยไทเทเนียมอยู่ได้เพียงสิบสี่เดือนในสารเคมีที่มีคลอไรด์-เข้มข้น ทีมบำรุงรักษาต้องการเปลี่ยนมาใช้ PTFE เพื่ออายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้น แต่กังวลว่าแหล่งจ่ายไฟ-วงจรสามเฟส 480V - พร้อมเบรกเกอร์ 30A- จะสามารถรองรับการเปลี่ยนโดยไม่ต้องดัดแปลงได้หรือไม่
คำตอบขึ้นอยู่กับปัจจัยสามประการ: กำลังไฟฟ้าของเครื่องทำความร้อนทดแทน แรงดันไฟฟ้าและการกำหนดค่าเฟส และการดึงกระแสที่แรงดันไฟจ่าย หากการเปลี่ยนทดแทนตรงกับคุณลักษณะทางไฟฟ้าของต้นฉบับ ก็ไม่จำเป็นต้องเดินสายไฟใหม่ หากไม่เป็นเช่นนั้นจะต้องแก้ไขวงจร
การจับคู่วัตต์และแรงดันไฟฟ้า
สถานการณ์การเปลี่ยนที่ง่ายที่สุดคือเครื่องทำความร้อน PTFE ที่มีกำลังไฟ แรงดันไฟฟ้า และเฟสเท่ากันกับหน่วยไทเทเนียมที่เปลี่ยน เครื่องทำความร้อนไทเทเนียมสามเฟส 6 kW, 480V- สามารถถูกแทนที่ด้วยเครื่องทำความร้อน PTFE สามเฟส 480V 480V - โดยใช้ตัวนำจ่ายไฟ เบรกเกอร์ และวงจรควบคุมเดียวกัน
ความท้าทายคือเครื่องทำความร้อน PTFE มักต้องการพื้นที่ผิวมากกว่าและมีโครงสร้างทางกายภาพที่แตกต่างจากหน่วยไทเทเนียมที่มีกำลังไฟเท่ากัน ลักษณะทางไฟฟ้าอาจตรงกัน แต่ขนาดทางกายภาพอาจไม่ตรงกัน เครื่องทำความร้อน PTFE ที่ 1.2 วัตต์/ซม.² ต้องการพื้นที่ผิวของเครื่องทำความร้อนไทเทเนียมประมาณสามถึงสี่เท่าที่ 4 วัตต์/ซม.² การเปลี่ยนอาจยาวขึ้น กว้างขึ้น หรือมีรูปร่างแตกต่างออกไป
| พารามิเตอร์ | เครื่องทำความร้อนไทเทเนียม | เครื่องทำความร้อน PTFE (กิโลวัตต์เดียวกัน) | ความเข้ากันได้ |
|---|---|---|---|
| วัตต์ | 6 กิโลวัตต์ | 6 กิโลวัตต์ | จับคู่ |
| แรงดันไฟฟ้า | 480V สาม-เฟส | 480V สาม-เฟส | จับคู่ |
| ปัจจุบัน | 7.2 A ต่อเฟส | 7.2 A ต่อเฟส | จับคู่ |
| เบรกเกอร์ | 15–20 A | 15–20 A | จับคู่ |
| พื้นที่ผิว | 1,500 ตร.ซม | 5,000 ตร.ซม | ใหญ่กว่า 3 เท่า |
| รอยเท้า | กะทัดรัด | ใหญ่กว่า 3–4 เท่า | อาจไม่พอดี. |
การเปรียบเทียบทางไฟฟ้าและกายภาพสำหรับเครื่องทำความร้อนไทเทเนียมกับเครื่องทำความร้อน PTFE ที่มีกำลังไฟเท่ากัน
ขนาดการดึงและเบรกเกอร์ปัจจุบัน
การดึงกระแสไฟฟ้าของเครื่องทำความร้อนขึ้นอยู่กับกำลังไฟและแรงดันไฟฟ้า ไม่ใช่วัสดุเปลือก เครื่องทำความร้อนขนาด 6 kW ที่ 480V สามเฟส-จะดึงกระแสไฟประมาณ 7.2 A ต่อเฟส ไม่ว่าปลอกจะเป็นไทเทเนียมหรือ PTFE เบรกเกอร์และตัวนำจ่ายไฟไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนหากกำลังไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้าเท่ากัน
หากเครื่องทำความร้อนทดแทนมีกำลังไฟต่างกัน-สูงหรือต่ำลง- การดึงกระแสไฟฟ้าจะเปลี่ยนตามสัดส่วน การเปลี่ยนขนาด 9 kW ที่ 480V สามเฟส- จะใช้กระแสไฟ 10.8 A ต่อเฟส ซึ่งต้องใช้เบรกเกอร์ที่ใหญ่กว่าและอาจมีตัวนำที่ใหญ่กว่า การเปลี่ยนทดแทนขนาด 4 kW จะดึงกระแสไฟ 4.8 A ต่อเฟส และอาจใช้เบรกเกอร์ที่มีอยู่
| วัตต์เครื่องทำความร้อน | กระแสไฟ 480V 3 เฟส | เบรกเกอร์ขั้นต่ำ | ขนาดตัวนำ (ทองแดง) |
|---|---|---|---|
| 3 กิโลวัตต์ | 3.6 A | 15 A | 14 AWG |
| 6 กิโลวัตต์ | 7.2 A | 15 A | 14 AWG |
| 9 กิโลวัตต์ | 10.8 A | 20 A | 12 AWG |
| 12 กิโลวัตต์ | 14.4 A | 25 A | 10 AWG |
| 15 กิโลวัตต์ | 18.0 A | 30 A | 10 AWG |
ขนาดการดึงและเบรกเกอร์ปัจจุบันสำหรับเครื่องทำความร้อนแบบจุ่ม PTFE สาม- เฟสที่ 480V
ความท้าทายด้านสมรรถภาพทางกาย
อุปสรรคที่พบบ่อยที่สุดในการเปลี่ยนทดแทนโดยตรงคือความพอดีทางร่างกาย เครื่องทำความร้อน PTFE ที่มีกำลังไฟเท่ากันกับหน่วยไทเทเนียมต้องการพื้นที่ผิวมากขึ้นเพื่อให้ความหนาแน่นของวัตต์เท่ากัน ซึ่งหมายความว่าชุดทำความร้อนจะยาวหรือกว้างขึ้น ในถังกัด PCB ขนาดกะทัดรัด พื้นที่ว่างสำหรับเครื่องทำความร้อนอาจไม่รองรับหน่วย PTFE ที่ใหญ่กว่า
นี่คือจุดที่จำเป็นต้องมีการกำหนดค่าแบบกำหนดเอง เซอร์เพนไทน์หรือเส้นรอบวงหลาย-ผ่าน-เครื่องทำความร้อน PTFE ต่อไปนี้สามารถกระจายพื้นที่ผิวที่ต้องการภายในปริมาตรถังที่มีอยู่ การเชื่อมต่อทางไฟฟ้ายังคงเหมือนเดิม แต่รูปทรงทางกายภาพของเครื่องทำความร้อนได้รับการออกแบบให้พอดีกับถัง
หากถังไม่สามารถรองรับพื้นที่ผิวที่ต้องการด้วยกำลังไฟที่ต้องการ ทางเลือกอื่นคือลดกำลังไฟ (ยอมรับความร้อนที่นานขึ้น-) ปรับปรุงการไหลเพื่อให้มีความหนาแน่นของวัตต์สูงขึ้น หรือใช้วัสดุอื่น
การควบคุมและความเข้ากันได้ของเซ็นเซอร์
ระบบควบคุม-ตัวควบคุมอุณหภูมิ เทอร์โมคัปเปิลหรือ RTD และคอนแทคเตอร์หรือ SCR- ไม่ขึ้นอยู่กับวัสดุเปลือกทำความร้อน เครื่องทำความร้อน PTFE สามารถใช้ระบบควบคุมเดียวกันกับเครื่องทำความร้อนไทเทเนียมได้ โดยต้องมีคุณสมบัติทางไฟฟ้าตรงกัน
ความแตกต่างประการหนึ่งคือการตอบสนองต่อความร้อน PTFE มีค่าการนำความร้อนต่ำกว่าและมีมวลความร้อนสูงกว่าไทเทเนียม ดังนั้นเครื่องทำความร้อนจึงตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงพลังงานได้ช้ากว่า ตัวควบคุมอาจจำเป็นต้องปรับแต่งใหม่เพื่อรองรับการตอบสนองที่ช้าลง ในกรณีส่วนใหญ่ นี่เป็นการปรับเปลี่ยนเล็กน้อย ไม่ใช่การเดินสายใหม่
เมื่อจำเป็นต้องมีการเดินสายใหม่
จำเป็นต้องเดินสายไฟใหม่เมื่อฮีตเตอร์ทดแทนมีแรงดันไฟฟ้า เฟส หรือกำลังไฟฟ้าแตกต่างจากของเดิม หากเครื่องทำความร้อนไทเทเนียมเป็นแบบ 240V เฟสเดียว- และการเปลี่ยนเป็น 480V สาม- เฟส จะต้องกำหนดค่าวงจรจ่ายไฟใหม่ หากกำลังไฟฟ้าเพิ่มขึ้นอย่างมาก จะต้องเพิ่มขนาดเบรกเกอร์และตัวนำ
การเดินสายไฟใหม่อาจจำเป็นหากวงจรเดิมเป็นตัวนำขนาดเล็ก- เบรกเกอร์ที่ทริปเมื่อมีกระแสไหลเข้า หรือวงจรควบคุมที่ไม่สามารถรองรับกระแสไฟฟ้าของเครื่องทำความร้อนได้ ในกรณีเหล่านี้ การเปลี่ยนใหม่จะทำให้มีโอกาสแก้ไขการติดตั้งเดิมได้
ขั้นตอนการปฏิบัติสำหรับการทดแทนโดยตรง
ตรวจสอบแรงดันไฟฟ้า เฟส และขนาดเบรกเกอร์ที่มีอยู่ ยืนยันว่าเครื่องทำความร้อนทดแทนตรงกับพารามิเตอร์เหล่านี้
วัดพื้นที่ว่างในถัง เปรียบเทียบกับขนาดทางกายภาพของเครื่องทำความร้อน PTFE ที่จำเป็นสำหรับกำลังไฟและความหนาแน่นของวัตต์ หากเครื่องทำความร้อนมาตรฐานไม่พอดี ให้พิจารณาการกำหนดค่าแบบกำหนดเอง
ตรวจสอบความเข้ากันได้ของระบบควบคุม ตรวจสอบว่าตัวควบคุมและเซ็นเซอร์สามารถรองรับคุณลักษณะทางไฟฟ้าและการตอบสนองต่อความร้อนของเครื่องทำความร้อนได้
ยืนยันความลึกของการแช่และการจัดวางการติดตั้ง เครื่องทำความร้อน PTFE อาจต้องใช้ขนาดหน้าแปลนหรือการวางแนวการติดตั้งที่แตกต่างจากชุดไทเทเนียม
เมื่อไม่สามารถทดแทนโดยตรงได้
หากถังไม่สามารถรองรับเครื่องทำความร้อน PTFE ได้ที่วัตต์และความหนาแน่นวัตต์ที่ต้องการ หรือหากแหล่งจ่ายไฟไม่สามารถรองรับการเปลี่ยนทดแทนโดยไม่มีการดัดแปลงที่สำคัญ อาจไม่สามารถสลับโดยตรงได้ ในกรณีเหล่านี้ การกำหนดค่าเครื่องทำความร้อนแบบแช่ PTFE แบบกำหนดเองที่ออกแบบมาสำหรับถังเฉพาะและแหล่งจ่ายไฟฟ้าจะเป็นแนวทางที่ดีที่สุด กระบวนการกำหนดคุณสมบัติต้องใช้ขนาดของถัง แรงดันไฟฟ้าและเฟสของแหล่งจ่าย กำลังไฟฟ้าที่ต้องการ และประวัติความล้มเหลวของเครื่องทำความร้อนไทเทเนียม สำหรับไลน์การกัด PCB ที่มีคลอไรด์-เคมีเข้มข้น วิธีการใช้งานเฉพาะนี้-ให้ความต้านทานต่อสารเคมีของ PTFE ในแพ็คเกจที่เหมาะกับการติดตั้งที่มีอยู่
