Os modos de falha dos elementos de aquecimento concentram-se: rotura do fio de resistência, queda do isolamento, bainha corroída ou perfurada, terminais oxidados. Raramente acontecem de repente: resultam de condições de instalação ou de operação que, com o tempo, se afastam do projeto.

1. O elemento ficou exposto acima do líquido?

Os elementos de imersão dependem do líquido para remover o calor. Uma descida de nível deixa a parte superior exposta, a temperatura superficial dessa secção atinge rapidamente várias centenas de graus, o isolamento de MgO falha e segue-se a perfuração dielétrica.

A solução não é apenas « vigiar o nível ». Instale um interruptor de nível mínimo intertravado com o circuito de aquecimento, ou baixe o elemento até o seu topo ficar 100 mm abaixo do nível mínimo. Em depósitos com grandes oscilações de nível, um tubo de circulação também ajuda.

2. A carga superficial foi demasiado alta?

À mesma potência, menor superfície do elemento significa maior carga superficial. A água aceita 6–8 W/cm², o óleo apenas 2–4 W/cm² e os meios de alta viscosidade ainda menos.

Com carga superficial excessiva, o óleo forma coque na parede do tubo, a camada de coque eleva a temperatura da parede e o fio de resistência acaba por fundir num ponto quente local. Ao abrir, estas falhas mostram frequentemente nenhuma corrosão evidente na bainha, mas o fio interior fundiu e o MgO mudou de cor.

3. Folga de montagem e contacto

Para resistências de cartucho, a folga de montagem no furo deve ser de 0.05–0.1 mm. Demasiado grande, a resistência térmica sobe e o elemento trabalha dezenas de graus acima do molde; demasiado pequena, a bainha risca-se ao desmontar.

O mesmo vale para as resistências de faixa: tanto a tolerância do diâmetro interno como o binário de aperto dos parafusos afetam o contacto. Verificar todo o perímetro com uma galga de espessura, ou aplicar massa térmica, são melhorias eficazes.

4. Temperatura ambiente nos terminais

O corpo do elemento pode suportar 600°C, mas os terminais normalmente só 150–200°C. Se a caixa de terminais fica encostada a equipamento quente, ou a extremidade fria é demasiado curta, os terminais oxidam continuamente, a resistência de contacto sobe e acabam por sobreaquecer e queimar.

Confirme o comprimento da extremidade fria na seleção. No local pode acrescentar uma almofada térmica, prolongar a câmara de terminais ou afastar a caixa de terminais da fonte de calor.

5. Frequência de comutação e choque térmico

Os ciclos frequentes liga/desliga sujeitam o elemento a dilatações e contrações térmicas repetidas. A bainha e o MgO têm coeficientes de dilatação diferentes; após muitos ciclos formam-se vazios internos, a transferência de calor degrada-se e surge sobreaquecimento local.

Se o processo exige ajustes frequentes, use controlo contínuo por SCR em vez de comutação por contator para minimizar o choque térmico. Em resistências grandes, a comutação por grupos é mais suave do que arrancar e parar toda a unidade.

Dois avisos na substituição

Antes de montar um elemento novo, descubra porque falhou o antigo. Se a causa foi a coqueificação, substituir sem limpar o sistema dará ao elemento novo a mesma vida curta.

Além disso, em resistências multielemento substitua o grupo inteiro e não apenas o elemento falhado. Elementos velhos e novos têm resistências diferentes, pelo que os antigos transportam mais corrente e falham pouco depois também.

A vida do elemento é decidida em conjunto pelo projeto, pela instalação e pela operação. Percorra os pontos acima e a maioria das falhas precoces pode ser evitada.