Термопара, как обычно используемый в промышленности измерительный элемент температуры, его неисправность может непосредственно привести к отклонению или даже отказу измерения температуры, общий тип неисправности может быть разделен в соответствии с « повреждением самого элемента», « аномалией передачи сигнала», « воздействием помех окружающей среды» в трех измерениях, каждый отказ имеет четкие характеристики проявления и индукторы, как указано ниже:
Отказ самого термопарного элемента (тип основной неисправности)
Ядром термопары является « две электродные нити из разных материалов», целостность материала, качество сварки напрямую определяет измеренные свойства, общие неисправности включают:
1. Термоэлектродный шелковый разрыв (наиболее частые неисправности)
Характеристики проявления:
Измеренные значения переходят в "бесконечно большие" (показывая, что прибор сообщает об ошибке, например, "OL" или "Err"), или измеренные значения намного ниже фактической температуры (после разрыва нити остается только часть электродной проволоки, которая не может сформировать полный контур теплового потенциала).
Общие причины:
Высокотемпературное старение: длительная работа в условиях, близких или превышающих номинальную температуру электродной проволоки (например, долгосрочная термопара K - типа, используемая при температуре более 1200°C), шелк ломается из - за высокотемпературного окисления и хрупкости;
Механическая вибрация: при установке на вибрационное оборудование, такое как насос, компрессор и т.д., электродная проволока разрывается от усталости под действием повторных напряжений (особенно термопары, не имеющие буферной фиксации);
Коррозионное повреждение: в коррозионных средах, таких как сильные кислоты, щелочи, сульфиды и другие (например, химические реакторы), электродная проволока истончена коррозией и в конечном итоге разрушается (например, тепловая и электрическая случайная встреча типа J с H2S подвержена « хрупкости» серы).
Типичная сцена:
Тепловая пара K - типа печи нефтеперерабатывающего завода, из - за длительного нахождения при температуре 900 - 1100°C и под влиянием вибрации печи, через 1 - 2 года после использования часто появляется тепловой конец проволоки.
2. Плохая сварка на тепловом конце (измерительный конец)
Характеристики проявления:
Измеренные значения сильно колеблются (термоэлектрический потенциал нестабилен) или измерение низкое (контактное сопротивление в точке сварки слишком велико, потеря термоэлектрического потенциала), в тяжелых случаях нет выходного сигнала.
Общие причины:
Технологический дефект сварки: при сварке горячим концом не расплавлен (мнимая сварка), имеется пористость или шлак, что приводит к плохому контакту электродной проволоки с точкой сварки;
высокотемпературное окисление: материал точки сварки (например, сварное олово, серебряный припой) окисляется при высокой температуре, образуя окислительный слой, увеличивая контактное сопротивление;
Механическое столкновение: неосторожное касание теплового конца при установке или обслуживании, что приводит к падению или растрескиванию точки сварки.
Типичная сцена:
Теплопара ручной сварки (например, лабораторная Т - образная термопара), если температура при сварке недостаточна, подвержена ложной сварке, данные измерения колеблются с небольшой вибрацией.
Коррозия или загрязнение электродной проволоки
Характеристики проявления:
Точность измерений снижается (дрейф термоэлектрического потенциала), измеренные значения постепенно снижаются после длительного использования или появляются нерегулярные колебания.
Общие причины:
Коррозия диэлектрика: коррозионная среда (например, соляная кислота, азотная кислота, расплавленная соль) непосредственно контактирует с электродной проволокой после повреждения трубки защиты термопары, что приводит к коррозии проволоки (например, термопара типа Е имеет слабую коррозионную способность и уязвима к эрозии кислотной среды);
высокотемпературное загрязнение: в высокотемпературной среде, содержащей углерод и серу (например, в котельной печи), поверхность электродной проволоки прикреплена к углеродной черной, сульфидной, влияющей на нормальное производство термоэлектрического потенциала;
Отказ от окисления: в высокотемпературной окислительной среде поверхность электродной проволоки образует оксидный слой (например, никель - хромовая проволока термопары K - типа после окисления образует кридиод О26, который препятствует передаче электронов).
Типичная сцена:
В кислотных реакторах химических предприятий, если защитная труба термопары трескается из - за столкновения, соляная кислотная среда после проникновения коррозирует электродные нити термопары типа E, отклонение измерения происходит в течение 1 - 3 месяцев.
4.Отказ термопары от « старения»
Характеристики проявления:
Термотермальный потенциал постепенно снижается, измеренные значения медленно и низко в течение длительного времени, после калибровки в краткосрочной перспективе снова дрейфуют, не могут восстановить точность.
Общие причины:
Долгосрочное высокотемпературное старение: электродная проволока изменяется в кристаллической структуре при высоких температурах (например, рост зерна, диффузия элементов), что приводит к отклонению термоэлектрических характеристик от первоначального стандарта (например, долгосрочная эксплуатация термопары S - типа более 1400 °C, увеличение диффузии компонентов платинородия и платиновой проволоки);
Воздействие на окружающую среду: в среде, содержащей водород и окись углерода, материал электродной проволоки « отравлен» (например, водород проникает в платиновую проволоку, изменяя ее термоэлектрические свойства);
Превышение проектного срока службы: термопара имеет номинальный срок службы (например, K - образная термопара имеет срок службы около 2000 часов при 800°C), при этом после истечения срока службы термоэлектрических свойств происходит неизбежное затухание.
Типичная сцена:
Термопара S - типа (платинородий - 10 - платина), используемая в керамической печи, долгое время работала при температуре 1500 °C, а через 2 - 3 года из - за старения платинородия измеренные значения были на 50 - 100 °C ниже фактической температуры.
II. Отказ цепи передачи сигнала
Сигнал термопары (тепловой потенциал) должен передаваться на индикатор через компенсирующий провод, клемму и т. Д. Проблемы с контуром передачи могут привести к потере или прерыванию сигнала, общие неисправности включают:
Компенсация ошибок выбора проводов или неправильного подключения
Характеристики проявления:
Измеренные значения имеют значительное отклонение (обычно низкое или высокое фиксированное значение), и отклонение изменяется с температурой окружающей среды (например, повышение температуры окружающей среды, увеличение отклонения).
Общие причины:
Модель не совпадает: материал провода с неправильной компенсацией (например, термопара типа K с компенсационным проводом типа E) или с положительным или отрицательным полярным соединением (компенсирующий провод « + » « - » с термопарой « + » « - » для обратного теплового потенциала, компенсирующего часть сигнала);
Несоответствие спецификации: площадь сечения компенсирующего провода слишком мала (например, передача сигнала более чем на 100 м с проводом 0,5 мм ²), что приводит к чрезмерному сопротивлению линии и потере термоэлектрического потенциала;
Компенсационный провод заменяется: компенсационный провод заменяется обычным медным проводом, потому что обычный провод отличается от материала проволоки термопары, создавая дополнительный тепловой потенциал при изменении температуры окружающей среды, вводя ошибку.
Типичная сцена:
Компенсационный провод цеховой термопары типа К был заменен медным проводом из - за ошибки при закупке, и при повышении температуры окружающей среды с 20°C до 40°C измеренное значение было на 15–20°C ниже фактической температуры.
Плохой контакт с клеммами или окисление
Характеристики проявления:
Измеренные значения сильно колеблются (например, температура показывает многократное биение в пределах ±5°C) или внезапно прыгают после вибрации и временно восстанавливаются после повторного подключения.
Общие причины:
ослабление зажима: винт не затягивается при соединении или длительная вибрация приводит к ослаблению винта, сопротивление контакта зажима с проводом увеличивается;
Оксидная ржавчина: клеммы зажима окисляются во влажной, пыльной среде (например, в цехах по переработке пищевых продуктов, на очистных сооружениях), образуя окислительный слой (например, медные клеммы окисляют образование CuO), препятствуя передаче тока;
Загрязнение нефтью: поверхность зажима прикреплена к масляному загрязнению, пыли, увеличивая контактное сопротивление, что приводит к нестабильной передаче сигнала.
Типичная сцена:
В шкафу управления температурой очистных сооружений клеммы термопары колеблются от фактической температуры около 30°C из - за влажного окисления, диапазон 25 - 35°C.
3. Повреждение или засорение защитных труб
Характеристики проявления:
Измеренные значения реагируют с запозданием (после изменения температуры прибор показывает явное запаздывание) или с аномальным значением измерения (например, внезапное повышение после резкого падения), которое сопровождается повреждением коррозии электродной проволоки в тяжелых случаях.
Общие причины:
Механический удар: трубка защиты от столкновений при установке и обслуживании (например, металлическая защитная труба деформирована инструментом, керамическая защитная труба сломана);
Высокотемпературное размывание: в высокотемпературной высокоскоростной жидкости (например, в трубопроводе перегревателя котла) защитная труба истончена диэлектриком в течение длительного времени и в конечном итоге повреждена;
Заблокированный накипь: в среде, содержащей примеси, легко накипевая (например, в системе охлаждающей воды), защищает внутреннюю стенку трубы от накипи (например, карбонат кальция накипи), препятствует передаче тепла, что приводит к задержке измерения.
Типичная сцена:
Защитная труба термопары котла электростанции, из - за длительного размыва высокотемпературного пара, трещина после использования 3 лет, проникновение пара приводит к коррозии электродной проволоки, измеренное значение резко упало с фактического 400 ° C до 200 ° C.