Pourquoi un radiateur PFA stocké pendant 6 mois dans une humidité élevée peut-il avoir une durée de vie 20 % plus courte au premier-démarrage- ?

Moisture is absorbed by PFA heaters kept in high-humidity conditions (>80 % d'humidité relative) à travers la gaine polymère et dans l'espace annulaire entre le PFA et le noyau métallique. En fonction de l'épaisseur des parois et de la température de stockage, un appareil de chauffage peut absorber 0,5 à 2,0 grammes d'eau sur une période de six mois. Lorsque le noyau métallique atteint 100 degrés lors de la première opération (démarrage-), cette humidité se transforme en vapeur. La pression interne (10 à 100 bars) produite par l'expansion rapide provoque le cloquage du PFA de l'intérieur ; ce processus est connu sous le nom de cloquage à la vapeur (voir article n° 61). Les micro-dommages dégradent l'interface métallique PFA-, diminuant l'adhésion à long-même s'il n'y a pas de rupture initiale de cloques. Par rapport à des appareils de chauffage identiques stockés au sec (<30% RH) settings, heaters stored in humid conditions have a 20–40% shorter service life. PFA heaters should be kept in airtight bags with desiccant to avoid this. Before using the heater for the first time, dry it at 80°C for 24 to 48 hours if humid storage cannot be avoided.

Absorption de l'humidité pendant le stockage
Le PFA absorbe l'eau à un taux faible mais détectable : 0,03 à 0,10 % en poids à 50 % d'humidité relative et 0,08 à 0,20 % à 95 %. Cela équivaut à 0,6 à 4 grammes d’eau pour un appareil de chauffage de 2 kilogrammes. Étant donné que le noyau métallique est hydrophile et condense l'humidité, la majorité de cette eau s'accumule à l'interface métallique PFA-. L'eau est retenue par capillarité dans l'espace de contact (0,1 à 1,0 µm). L'eau ne s'évapore pas facilement à température ambiante après absorption car le contact n'est pas ventilé. L'humidité n'est évacuée que par un chauffage prolongé à 80-100 degrés.

Le noyau métallique chauffe rapidement lors du démarrage initial. L'eau bout pour devenir vapeur à des températures supérieures à 100 degrés. Les pics de pression locaux sont provoqués par l’expansion du volume (1 600×). Des cloques d'un diamètre de 0,5 à 5 mm se forment lorsque le PFA cède. Ces ampoules constituent des dommages irréversibles. Le PFA est désormais localement aminci et délaminé, même si le blister n'éclate pas. Par rapport à un radiateur stocké à sec-, la durée de vie du radiateur est raccourcie de 20 à 40 %.

Réduction de la durée de vie par rapport à la durée de stockage et à l'humidité
HR (%) Conditions de stockageDurée (mois)Premier démarrage-Densité des ampoules (par 100 cm²) Humidité absorbée (g)Stockage à sec par rapport à la réduction de la durée de vie (%)
Sec (sac déshydratant)<10% 12 <0.1 0%
Normal (plastique scellé) 30 à 50 % 6 0.2–0.5 0–5 5–10 %
Normal (extérieur) 60–80 % 6 0.5–1.0 5–20 10–20 %
Humidité élevée (ouvert) 80–95 % 3 0.8–1.5 10–30 15–25 %
Humidité élevée (ouvert) 80–95 % 6 1.2–2.5 20–60 20–35 %
Humidité élevée (ouvert) 80–95 % 12 1.5–3.5 50–100+ 30–50 %
Condensation (wet storage) 100% (liquid) >100 50–70%
Pourquoi le premier démarrage-est le plus risqué
Le chauffage peut continuer à fonctionner après le premier démarrage et la première brûlure. Mais les ampoules servent de foyer de tension. Des fissures apparaissent aux bords des ampoules lors des cycles thermiques successifs. Au lieu de deux à trois ans, le radiateur peut tomber en panne en six à douze mois. Un radiateur démarré correctement et maintenu au sec durera longtemps sans développer d’ampoules.

Vingt radiateurs-dont dix dans des sacs déshydratants secs et dix à l'extérieur à 80 % d'humidité relative-ont été conservés pendant six mois pendant les tests sur le terrain. Après cela, tous ont été passés dans de l’eau à 80 degrés à 3 W/cm². Les radiateurs stockés à sec-avaient une durée de vie moyenne de 8 000 heures (jusqu'au défaut de terre) et ne présentaient aucune cloquage. Les radiateurs à stockage humide-avaient une durée de vie moyenne inférieure de 31 %, soit 5 500 heures, et une couverture des ampoules de 30 %.

Atténuation et prévention
Mesures préventives lors du stockage :

Les radiateurs doivent être conservés dans des sachets en aluminium scellés avec cinq à dix grammes de déshydratant (tamis moléculaire ou gel de silice).

Tous les six mois ou lorsque l'indication devient rose, remplacez le dessicant.

Pour éviter la condensation, stockez-le dans un environnement-à température contrôlée entre 10 et 30 degrés.

Utiliser le sachet dans les 30 jours s'il a été ouvert ; sinon, séchez à nouveau.

Processus de séchage avant la première utilisation :
Dry a heater before installing it if it has been kept in humid conditions (>50% RH) pendant plus de trois mois.

Pendant 24 à 48 heures, placez le radiateur dans un four à 80 degrés (ne dépassez pas 100 degrés pour éviter la détérioration du PFA).

Assurez-vous que le chauffage est éteint lors du séchage.

Augmenter à 96 heures pour les gros radiateurs.

Installer immédiatement après séchage ou conserver dans un sac sec.

Comme alternative, installez le radiateur et faites-le fonctionner à 10 % de sa puissance nominale pendant une journée entière pour éliminer progressivement l'humidité sans provoquer de cloques de vapeur. Après cela, augmentez la puissance de 10 % toutes les deux heures.

Exemple sur le terrain
Pendant huit mois, une installation de placage a conservé vingt radiateurs PFA supplémentaires sur une étagère ouverte dans une région à humidité relative élevée (75 à 90 %). Dans les 18 mois suivant l'installation, 15 sur 20 ont échoué (durée de vie moyenne : 14 mois). Après cela, l’usine a utilisé des sacs déshydratants pour le stockage à sec. Les 20 appareils de chauffage suivants avaient une durée de vie de 30 à 40 mois. L'entreprise a estimé que le coût des bacs scellés et des sacs déshydratants permettait d'économiser 400 $ par appareil de chauffage en frais de remplacement anticipé.

En conclusion, le stockage humide réduit la durée de vie de 20 à 40 %.
At the PFA-metal interface, PFA heaters kept for six months in high-humidity conditions (>80% HR) absorbent un à deux grammes d'humidité. Contrairement aux radiateurs stockés à sec-, cette humidité se transforme en vapeur lors du démarrage initial, ce qui entraîne des cloques internes qui endommagent de manière irréversible le radiateur et raccourcissent sa durée de vie de 20 à 40 %. Les radiateurs doivent être conservés dans des sacs scellés avec un dessicant pour éviter cela. Avant d'utiliser le radiateur pour la première fois, séchez-le à 80 degrés pendant 24 à 48 heures si un stockage humide ne peut être évité. Des mois de vie perdue sont évités grâce aux quelques heures de séchage. Une longue vie commence par un départ sec. Un démarrage bref est appelé un démarrage sur piste mouillée. Commencez lentement, restez au sec et endurez longtemps. La façon dont vous stockez votre appareil de chauffage déterminera ses performances.