Ремонт термоелектричних перетворювачів

Огляд термоелектричних перетворювачів

Термопреобразователь розбирають на окремі частини, очищають їх від бруду і ретельно оглядають з метою з`ясування стану термоелектродів і їх робочого кінця, затискачів на вкладиші головки і самого вкладиша, глиняного ізоляційного вкладиша (стаканчика) для робочого кінця термопари, захисної трубки.

При огляді термопар, у яких термоелектроди зроблені з неблагородних металів або сплавів (мідь, копель, хромель, алюмель і ін.), Інспектують відсутність поперечних тріщин, які час від часу виникають в результаті тривалої роботи термоперетворювача при великих для термоелектродів температурах або внаслідок частих поперемінних конфігурацій температури досліджуваного середовища, то в бік збільшення, то в бік зниження.

Виникнення тріщин в термоелектродах може бути також наслідком механічної напруги від невірного армування термопреобразователя. Так, застосування двоканальних ізоляторів при товстих термоелектродах нерідко призводить до виходу термопреобразователей з ладу. Неприпустимо, щоб термопара, особливо зроблена з товстих термоелектродів, своїм робочим кінцем впиралася в дно захисної трубки або ізоляційного глиняного вкладиша (стаканчика).

При зовнішньому огляді термопар, термоелектроди яких виготовляються з великодушних металів або сплавів (платина, платинородій
і ін.), інспектують відсутність на їх поверхні «пересечек» - маленьких поглиблень начебто від удару ножем. При їх виявленні термоелектроди в місцях, де побачені «пересечку», розривають і зварюють.

Відпал термопар з благородних металів

В експлуатаційних умовах при дуже високих температурах не завжди вдається захистити платинородієві і платинові термоелектроди від впливу на їх відновної газового середовища (водень, оксид вуглецю, вуглеводні) і брутальних газових середовищ (вуглекислота) в присутності парів оксидів заліза, магнію і кремнію. Кремній, присутній практично у всіх керамічних матеріалах, являє собою найбільшу небезпеку для платинородій-платинових термоперетворювачів.

Термоелектроди цих термопреобразователей просто його поглинають з утворенням силіцидів платини. Відбувається зміна термо-ЕРС, зменшується механічна міцність термоелектродів, час від часу вони стовідсотково руйнуються в зв`язку з появою крихкістю. Несприятливий вплив робить присутність вугільних матеріалів, наприклад графіту, тому що в них є домішки кремнезему, який при високих температурах в контакті з вугіллям просто відновлюється з виділенням кремнію.

Для видалення забруднюючих речовин з термоелектродів великодушних металів або сплавів термопари піддають відпалу (прокаливанию) протягом 30 ... 60 хв електричним струмом на повітрі. Для цього термоелектроди вивільняють від ізоляторів і підвішують на 2-ух штативах, після цього знежирюють за допомогою тампона, змоченого чистим етиловим спиртом (1 г спирту на кожен чутливий елемент). Вільні кінці термоелектродів підключають до електронної мережі напругою 220 або 127 В частотою 50 Гц. Струм, потрібний для відпалу, регулюють засобом регулятора напруги і контролюють за свідченнями амперметра.

Чутливі елементи термоперетворювачів з градуировочной рисою ПП (платинородій - платина) з термоелектроди поперечником 0,5 мм отжигают при струмі 10
- 10,5 А [температура (1150 + 50) ° С], чутливі елементи з градуировочной рисою типу ПР-30/6 [платинородій (30%) - платинородій (6%)] отжигают при струмі
11,5 ... 12 А [температура (1450 + 50) ° С].

Під час відпалу термоелектроди промивають бурою. Для цього на бляшану або будь-яку іншу платівку насипають буру і потім пластинку пересувають уздовж нагрітого термоелектрода таким чином, щоб він був занурений в буру (не забувати про електропровідності пластинки). досить 3
- 4 рази провести платівкою з бурою уздовж термоелектрода, щоб платинородій і платина були чистими, без поверхневих забруднень.

Може бути рекомендований і інший метод: по розпеченому термоелектроди сплавляють краплю бури, даючи цієї краплі вільно скочуватися.

Після закінчення відпалу ток плавно зменшують до нульового значення протягом 60 с.

Після чищення залишилася на термоелектродах буру прибирають: великі краплі - механічно, а слабкі залишки - промиванням в дистильованої воді. Потім термопару знову отжигают. Час від часу промивки бурою і відпалу може не вистачити, тому що термоелектроди все таки залишаються жорсткими. Це вказує на те, що платина поглинула кремній або інші неспаленим елементи і потрібна чистка на афінажних завод, куди і направляють термоелектроди. Так само роблять, якщо на термоелектродах залишаються поверхневі забруднення.

Перевірка однорідності термоелектродів

При практичному використанні термопреобразователя завжди знаходиться якась різниця температур уздовж довжини його
термоелектродів. Робочий кінець термопреобразователя зазвичай розміщується в зоні найвищої температури, наприклад в центрі димоходу. Якщо переміщати деякий вимірювач температури, наприклад робочий кінець термопреобразователя (приєднаний до іншого милливольтметру), уздовж термоелектродів першого термопреобразователя в напрямку від робочого до вільних кінців, то буде відзначатися зменшення температури в міру віддалення від центру димоходу до його стін.

Будь-який з термоелектродів по довжині зазвичай володіє неоднорідністю (негомогенностью) - позначаються малозначне відмінність в складі сплаву, наклеп, механічні напруги, місцеве забруднення і т. П.

В результаті нерівномірного розподілу температури вздовж термоелектродів і їх неоднорідності в термоелектричної ланцюга з`являються властиві точкам неоднорідності термоелектродів власні термо-ЕРС, частина яких підсумовується, частина вираховується, але все це призводить до спотворення результату вимірювання температури.

З метою зменшення впливу неоднорідності кожен термоелектроди термопар з благородних металів, особливо зразкових, після відпалу інспектують на однорідність.

Для цього випрямленний перевіряється термоелектроди вводять в невключену маленьку трубчасту електропіч, здатну при нагріванні створювати місцеве термічне поле. До позитивного термоелектроди приєднують негативний затискач чутливого нульового гальванометра, до позитивного затискача цього гальванометра підключають позитивний затискач джерела регульованої напруги (ИРН), а до негативного затискача ИРН - негативний термоелектроди термопари. Таке включення ИРН дає можливість компенсувати (врівноважити) термо-ЕРС термопари напругою від ИРН. Щоб не зруйнувати чутливий нульовий гальванометр, спочатку замість нього включають більш твердий нульовий гальванометр, створюють компенсацію термо-ЕРС, потім міняють місцями нульові гальванометри і роблять остаточну компенсацію термо-ЕРС, використовуючи реостати плавного регулювання ИРН і чутливий нульовий гальванометр.

Включають електропіч, роблять місцевий прогрів досліджуваного термоелектрода і повільно протягують його через піч по всій його довжині. При однорідності металу або сплаву термоелектрода покажчик нульового гальванометра буде знаходитися на нульовій позначці. У разі ж
неоднорідності термоелектродного дроту покажчик нульового гальванометра відхилиться на ліво або на право від нульової позначки. Неоднорідний ділянку термоелектрода вирізують, кінці зварюють і спай інспектують на однорідність.

При наявності незначною неоднорідності, коли додаткова термо-ЕРС не перевищує половини допустимої похибки для термо-ЕРС даної пари, ділянку термоелектрода не вирізане і з позначеної неоднорідністю не значаться.

Підготовка термоелектродів до зварювання

Якщо дозволяє довжина залишилися незгорілі термоелектродів, замість зруйнованого робочого кінця виготовляють новий.

Якщо є можливість зробити термопару з нових термоелектродів, самим ретельним чином перевіряють відповідність матеріалу термоелектродів виготовляється термоперетворювачів, щоб переконатися в його якісність.

Для цього на підставі нормативних документів встановлюють рід матеріалу, його технічну характеристику, результати випробування матеріалу ОТК (відділом технічного контролю) заводу-виготовлювача. При узгодженні цих даних технічним вимогам матеріал може бути пріменен- в іншому випадку його піддають випробуванням.

Для перевірки однорідності від бухти матеріалу відрізають шматочок термоелектрода довжиною, що перевищує потрібну для виробництва термопреобразователя, після цього за допомогою затискачів до кінців термоелектрода підключають короткі мідні з`єднувальні дроти. Затискачі опускають в теплоізоляційні судини з тающим льодом (0 ° С) і визначають однорідність матеріалу термоелектрода.

Для визначення роду матеріалу і його класу від бухти відрізають близько 0,5 м термоелектрода і зварюють його з таким же шматочком платинового дроту. Робочий кінець придбаної термопари поміщають в паровій термостат з температурою 100 ° С, а вільні кінці відводять в теплоізоляційні судини з тающим льодом (0
° С) і з`єднують мідними проводами з потенціометром. За термо-ЕРС, що розвивається термопарою, визначають рід і клас матеріалу.