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産業用パイプラインに適切なヒート トレース ケーブルとは、公開されている出力曲線、最大シース温度、回路長制限、および認証がすべて、現場で実際に見られる最低周囲温度で計算されたパイプの熱損失に適合するケーブルです。メートルあたりの価格、ブランドの習慣、および「前回のプロジェクトで使用されたもの」はせいぜいタイブレーカーであり、トレースされたラインが 2 回目の冬にパフォーマンスを下回る通常の理由です。
ヒートトレースとは、パイプ、容器、またはサンプルラインに電気熱を加えて、断熱材によって失われる熱を置き換え、流体を目標温度以上に保つ方法です。したがって、選択はマッチングの練習となります。ケーブルの使用可能な出力は、ケーブル自体のシースをその温度定格または地域の T クラス制限を超えることなく、熱損失と等しいかわずかに上回る必要があります。
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ケーブルを決める5つの入力
ケーブルの選択は、カタログの参照ではなく 5 つの入力によって決定され、データシートを開く前にそれらを 1 つのシートにまとめておくことで、ほとんどの推測が排除されます。
- 温度と許容範囲を維持します。 5 °C の凍結防止ラインと 180 °C に保持されるプロセス ラインは異なる製品ファミリーであり、同じケーブルの異なるワット数ではありません。
- 設計熱損失 (W/m)。 断熱材の種類と厚さ、パイプ径、流体温度、最低周囲温度から計算されます。
- 最小周囲条件および起動条件。 -30 °C でのコールド スタートでは、定常状態の動作よりもはるかに多くの電流が消費され、そのピークがブレーカーとコントローラーを制御します。
- 回路長と電源電圧。 利用可能な電圧と配電盤からの距離によって、1 つの回路に設置できるケーブルの量が制限されます。
- エリア分類と環境。 危険区域、腐食、紫外線曝露、埋設、洗浄、機械の酷使により、シースと認証ルートが決まります。
ケーブルを比較する前に熱損失を計算してください
すべてのケーブルの決定は、熱損失の計算から始まります。ケーブルの出力がパイプの断熱材による損失と一致する場合にのみ、ケーブルはパイプをその温度に保つことができるからです。計算をスキップして「以前と同じように」30 W/m を選択することは、改修作業で最も一般的な選択エラーです。
使用可能な計算にはその前提が記載されており、行ごとに確認する価値のあるものは次のとおりです。
- 断熱材、厚さ、および状態 - 湿った断熱材または圧縮された断熱材は、乾燥した設計値の数倍失われる可能性があります。
- パイプの直径と流体の温度に加えて、維持点の周囲の許容可能なバンド。
- 最低周囲気温、露出ラックの風速、ラインが屋内、屋外、または埋設のいずれであるか。
- サーマルブリッジ: 熱を運ぶパイプサポート、バルブ、フランジ、フィルター、および機器の接続。
- 設計マージン (通常 10 ～ 25 %) は、ケーブル出力ではなく裸の熱損失に適用されます。
サイトに軽度の設計ケースと厳しい設計ケースがある場合は、2 つの周囲温度での熱損失を求めます。このギャップは、ケーブルに必要な予備容量を示し、春にしか機能しない設計を明らかにします。
ケーブル ファミリを温度と長さに合わせて選択する
まず、自己調整式、電力制限式、定ワット数、ポリマー絶縁抵抗、鉱物絶縁、または表皮効果などのファミリを選択します。これは、ファミリによって、パイプ温度による出力の変化、シースの動作温度、および単一回路の長さが根本的に異なるためです。
| ケーブルファミリー | 典型的な維持温度帯 | 出力動作 | 実用回路長 | ベストフィット | 主な警戒 |
|---|---|---|---|---|---|
| 自主規制 | 低度から中度、家族に依存 | パイプが温まると出力が低下し、冷えると出力が上昇します | 短絡から中程度、コールドスタート電流によって制限される | 凍結防止、中程度のプロセスライン、フィールドカット長さ | 低い周囲環境での高い突入電流 |
| 電力制限 | 低から中程度 | 温度が上昇すると電力は制限されます。自主規制よりも安定した | ミディアムからロングまで | 周囲温度の変動が大きい、より長い中温ライン | 重複の許容度が低くなります。カット長さを確認する |
| 一定のワット数 | 中程度から高程度 | パイプ温度に関係なく、1 メートルあたりのワット数を固定 | 中 | メートル当たりの安定した熱量、より高い温度、長時間運転 | 重ねることはできません。間違った長さで切断するとケーブルが切れてしまいます |
| ポリマー絶縁抵抗 | 中程度から高程度 | 高精度の固定抵抗出力 | 長く、安定した荷重で | 長距離にわたる反復可能な出力が必要なプロセスライン | 回路設計は電圧を正確に一致させる必要があります |
| 鉱物絶縁 (MI) | 高 | 高 watt density, fixed output | 回路当たりの短絡から中程度、高電流 | 高 temperature, aggressive environments, small tubing | 工場出荷時の終端、高コスト、慎重な曲げ |
| 表皮効果 | 高, over very long distances | パイプライン全体に沿ったほぼ一定の出力 | キロメートル | 維持温度が高い長距離送電パイプライン | 専門的な設計、高電圧、認定サプライヤーの数が少ない |
設計がまだ動いている場合の自己調整ケーブル
自動調整ケーブルは、現場で長さに合わせて切断でき、パイプの温度が近づくと出力が低下するため、パイプのルーティング、バルブの位置、断熱材の詳細がまだ最終段階にあるプロジェクトに適しています。この自己制限動作は、凍結防止や部分的に空の可能性のある行に対して人気がある理由でもあります。
UFA 自己調整ヒート トレース ケーブル ポリオレフィンまたはフッ素ポリマーのジャケットと危険区域の承認を備えた、65°C までの凍結防止とプロセスのメンテナンス用。 製品を見る→ ワット数が一定で、1 メートルあたりの熱量が予測可能である必要がある
プロセスが既知の長さに沿って 1 メートルあたりのワット数を定義する必要がある場合、または維持温度がポリマーの自動調整コアが保持できる温度を超えて上昇する場合、定ワット数ケーブルの方が良い解決策となります。トレードオフは規律です。つまり、オーバーラップがなく、設置後にトリミングが不要で、回路の長さを事前に固定する設計です。
パイプラインがキロメートル単位で測定される場合の表皮効果
高温の製品を運ぶ長い伝送ラインの場合、表皮効果システムは、単一のヒート チューブと高電圧電源を使用して、従来であれば数十の回路が必要となる距離にわたって出力をほぼ一定に保ちます。典型的な開始点は、 STS-HT 表皮効果トレースワイヤー ただし、システム全体（ヒートチューブ、断熱材、電源ユニット）は 1 つのパッケージとして設計されています。
回路長、電圧降下、コールドスタート電流の検証
データシートに記載されている最大回路長は厳密な制限であり、通常は加熱容量ではなく、電圧降下またはコールドスタート電流によって設定されます。これを無視した設置者は、最初の 10 メートルは暖かく、最後尾は冷たいという結果になります。
ケーブルを注文する前に、次の 3 つのチェックでほぼすべての問題を検出します。
- 遠端の電圧。 低電源電圧で長時間動作すると出力が失われます。カタログの見出しの数値ではなく、実際の電圧での最大長を問い合わせてください。
- コールドスタート電流。 自己調整型ケーブルは、低い周囲環境では公称電流の数倍を引き込む可能性があり、ブレーカーが作動し、定常状態アンプのサイズのコントローラーに過負荷がかかります。
- ブレーカーとRCDの調整。 漏電保護と磁気トリップの設定は、回路を保護しながら、その起動電流を上回る値にする必要があります。
ラインが高温で高いワット密度を必要とし、回路が長い場合、多くの場合、カーボンファイバー定ワット構造の方が標準の定ワットタイプよりも適しています。
AFF-CT カーボンファイバー定電力加熱ケーブル フッ素ポリマージャケット、480 V 長距離回路、および危険区域の承認を備えた、高温プロセスのメンテナンスと凍結防止用。 製品を見る→ シース、ジャケット、およびエリアの分類が残りを決定します
ファミリと回路長が適合すると、シースと認証によって、ケーブルが必要な場所に合法的に設置できるかどうか、また結露、洗い流し、太陽光に 5 年間耐えられるかどうかが決まります。
ケーブルを承認する前に、次の点を確認してください。
- Tクラスに対する最大シース温度。 障害または過熱状態では、考えられる最も高温のケーブル表面は、そのエリアの許可されたクラス内にとどまる必要があります。
- ジャケットの化学反応。 フッ素ポリマージャケットは燃料や溶剤に耐性があります。標準の PVC にはありません。埋設ラインには、薄いジャケットだけでなく、湿気と機械的保護が必要です。
- 金属製のカバーとアース。 編組またはシースはアースの導通と機械的保護を提供します。インストールに必要な障害パスを確認します。
- ゾーンと認証の書類作成。 証明書番号と温度クラスは、マーケティング ページだけでなく、ドキュメント パッケージにも記載する必要があります。
ポリマーケーブルの実用範囲を超える場合、または結露が柔らかいジャケットを攻撃する可能性がある場合、合金 825 シース鉱物絶縁ケーブルは、小さな曲げ半径と高いワット密度を備えた密閉金属バリアを提供します。
HAx シリーズ アロイ 825 MI 加熱ケーブル 耐食性合金 825 シースと工場出荷時の終端オプションを使用して、最大 700°C までのハイパワー、高温のパイプおよびタンクのトレースに対応します。 製品を見る→ コントロール、センサー、アクセサリは同じ決定に属します
制御と終端が一致していないヒート トレース ケーブルは未完成の設置であり、見積から除外されることが最も多い部品です。制御されていない自己調整ケーブルは安全ですが、無駄が生じます。制御されていない一定ワット数のケーブルは本当に危険です。
ケーブルに沿って 4 つのことを決定します。制御がパイプライン検知によるか、周囲検知によるかです。センサーが設置されている場所（ケーブルから離れた、パイプの冷たい側）。ジャンクションボックス、コールドリード、エンドシールがどのように配置されているか。そして引き渡し時に回路にどのようにラベルが付けられ、テストされ、記録されるのか。
危険エリアの場合、サーモスタットまたはコントローラーは、一致する認定と、維持ポイントを余裕を持って囲む温度範囲を備えている必要があります。 HDBK-WK 防爆温度調節器 鉄骨の完成後ではなく、ケーブルと同時に確認する必要があるコンポーネントです。
短い仕様と調達のチェックリスト
これらの項目を書面にしておけば、ケーブルの選択は意見の問題ではなくなります。真面目なサプライヤーなら誰でもためらうことなく回答しますし、回避的な回答自体が有益な情報です。
- 記載された仮定とマージンを使用した熱損失の計算。
- 温度、最低周囲温度、およびコールドスタート条件を維持する必要があります。
- 選択したファミリ、カタログ番号、および電圧での出力曲線。
- 最大回路長、コールドスタート電流、およびブレーカー/RCD の要件。
- 最大シース温度、T クラス、および証明書の参照。
- 長さ、接続箱の位置、制御ゾーンを含む回路スケジュール。
- 付属品リスト: コールドリード、エンドシール、テープ、サポート、ラベル、スペアパーツ。
- 文書、工場での試験記録、および現場での絶縁抵抗試験の実施者。
よくある質問
1 つのケーブル タイプでプラント内のすべてのパイプラインに対応できますか?
めったに。凍結防止水ライン、160 °C のアスファルト ライン、および 2 km の移送パイプラインを備えたプラントでは、それぞれ自己調整型、一定ワット数、および表皮効果という 3 つのファミリーが必要です。 1 つのファミリーに標準化することは、通常、一部の回線では支払いが高くなり、他の回線ではパフォーマンスが低下することを意味します。
自動調整ケーブルは常に一定のワット数よりもエネルギー効率が高いのでしょうか?
いつもではありません。自己調整ケーブルは、温度とともに出力が低下するため、配管が設計の場合よりも高温で動作する場合にエネルギーを節約します。一定の高温に継続的に保たれる回線では、適切に制御された定ワット数または抵抗回路が同様に効率的であり、コントローラーはケーブル ファミリよりも重要です。
予備のケーブルはどのくらいの量注文すればよいですか?
同じサイズの長いコイルではなく、終端および最短回路用のスペア (通常は全長の数パーセント) を注文します。固定ワット数のケーブルは設置後にトリミングできないため、間違ったメーターを追加するよりも、正しいタイプの予備リールの方が役に立ちます。
自己調整ケーブルを備えたサーモスタットはまだ必要ですか?
はい、寒い天候でラインに熱のみが必要な場合、または設定温度までのみ熱が必要な場合は可能です。自己制御コアは過熱を防ぎますが、回路をオフにするわけではないため、実際にランニングコストを削減するのは周囲またはラインセンシング制御です。
試運転後に最も頻繁に起こる問題は何ですか?
サポートやバルブのジャケットの損傷、ジャンクション ボックス内の湿気、パイプではなくケーブルを読み取る場所に取り付けられたセンサー。これらは、ケーブル自体が故障するずっと前に、コールド スポットや迷惑なトリップを引き起こします。
産業用パイプライン用のヒート トレース ケーブルを選択するには、公表されている出力曲線と計算された熱損失を照合し、シース温度、回路長、認証がすべて現場の最悪の条件に耐えられることを確認する必要があります。番号を書き留めてこの順序で実行すると、取り付けたケーブルは、最初の冬ではなく、5 回目の冬の最も寒い夜でも温度を維持できます。
