Επισκευή θερμοηλεκτρικών μετατροπέων

Επιθεώρηση θερμοηλεκτρικών μετατροπέων

Το θερμοστοιχείο αποσυναρμολογείται σε ξεχωριστά μέρη, καθαρίζεται από ακαθαρσίες και εξετάζεται προσεκτικά για να προσδιοριστεί η κατάσταση των θερμοηλεκτροδίων και το άκρο εργασίας τους, σφιγκτήρες στο μαξιλάρι κεφαλής και στην ίδια την επένδυση, ένα κεραμικό μονωτικό κέλυφος (κύπελλο) για το άκρο εργασίας του θερμοστοιχείου και προστατευτικό σωλήνα.

Κατά τον έλεγχο θερμοζευγών, τα θερμοηλεκτρόδια των οποίων είναι κατασκευασμένα από βασικά μέταλλα ή κράματα (χαλκός, χαλκός, χρώμιο, αλουμέλα κ.λπ.), η απουσία εγκάρσιων ρωγμών, που μερικές φορές εμφανίζονται ως αποτέλεσμα παρατεταμένης λειτουργίας του θερμοστοιχείου σε υψηλές θερμοκρασίες για θερμοηλεκτρόδια, ελέγχεται ή ως αποτέλεσμα συχνών εναλλασσόμενων θερμοκρασιακών αλλαγών, το υπό διερεύνηση μέσο, ​​μετά προς τα πάνω και μετά προς τα κάτω.

Η εμφάνιση ρωγμών στα θερμοηλεκτρόδια μπορεί επίσης να είναι συνέπεια μηχανικών καταπονήσεων από λανθασμένη ενίσχυση του θερμοστοιχείου. Έτσι, η χρήση μονωτών δύο καναλιών με παχιά θερμοηλεκτρόδια συχνά οδηγεί σε αστοχία των θερμοστοιχείων.Είναι απαράδεκτο ένα θερμοστοιχείο, ειδικά ένα κατασκευασμένο από χοντρά θερμοηλεκτρόδια, να στηρίζεται με το άκρο εργασίας του στο κάτω μέρος ενός προστατευτικού σωλήνα ή ενός μονωτικού κεραμικού ενθέτου (κύπελλο).

Όταν εξετάζετε εξωτερικά θερμοστοιχεία, τα θερμοηλεκτρόδια των οποίων είναι κατασκευασμένα από πολύτιμα μέταλλα ή κράματα (πλατίνα, πλατίνα-ρόδιο και άλλα), ελέγξτε την απουσία "τομών" στην επιφάνειά τους - μικρές εσοχές, θα λέγαμε, από ένα χτύπημα μαχαιριού. Όταν εντοπιστούν, τα θερμοηλεκτρόδια σε σημεία όπου είναι ορατές οι «διασταυρώσεις» σπάνε και συγκολλούνται.

Ανόπτηση θερμοζευγών πολύτιμων μετάλλων

Υπό συνθήκες λειτουργίας σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες, δεν είναι πάντα δυνατή η προστασία των θερμοηλεκτροδίων πλατίνας-ρόδιου και πλατίνας από την έκθεση σε μέσα αναγωγής αερίων (υδρογόνο, μονοξείδιο του άνθρακα, υδρογονάνθρακες) και διαβρωτικά μέσα αερίου (διοξείδιο του άνθρακα) παρουσία ατμών σιδήρου , οξείδια μαγνησίου και πυριτίου. Το πυρίτιο, που υπάρχει σχεδόν σε όλα τα κεραμικά υλικά, αποτελεί τη μεγαλύτερη απειλή για τα θερμοστοιχεία πλατίνας-ρόδιου-πλατίνας.

Τα θερμικά ηλεκτρόδια αυτών των θερμικών μετατροπέων το απορροφούν εύκολα με το σχηματισμό πυριτιδίων πλατίνας. Υπάρχει μια αλλαγή στο thermo-EMF, η μηχανική αντοχή των θερμοηλεκτροδίων μειώνεται, μερικές φορές καταστρέφονται εντελώς λόγω της προκύπτουσας ευθραυστότητας. Η παρουσία ανθρακούχων υλικών όπως ο γραφίτης έχει δυσμενή επίδραση γιατί περιέχουν ακαθαρσίες πυριτίου, οι οποίες σε υψηλές θερμοκρασίες σε επαφή με τον άνθρακα μειώνονται εύκολα με την απελευθέρωση πυριτίου.

Για την απομάκρυνση των ρύπων από τα θερμοηλεκτρόδια από πολύτιμα μέταλλα ή κράμα, τα θερμοστοιχεία ανόπτονται (πυρώνονται) για 30 … 60 λεπτά με ηλεκτρικό ρεύμα στον αέρα.Για το σκοπό αυτό, τα θερμοηλεκτρόδια απελευθερώνονται από τους μονωτές και αιωρούνται σε δύο βάσεις, μετά τα οποία απολιπαίνονται χρησιμοποιώντας ένα μάκτρο βρεγμένο με καθαρή αιθυλική αλκοόλη (1 g αλκοόλης για κάθε ευαίσθητο στοιχείο). Τα ελεύθερα άκρα των θερμοηλεκτροδίων συνδέονται σε ηλεκτρικό δίκτυο με τάση 220 ή 127 V και συχνότητα 50 Hz. Το ρεύμα που απαιτείται για την ανόπτηση ρυθμίζεται από ρυθμιστή τάσης και παρακολουθείται με αμπερόμετρο.

Ευαίσθητα στοιχεία θερμοζευγών με χαρακτηριστικό βαθμονόμησης PP (platinum rhodium - platinum) με θερμοηλεκτρόδια με διάμετρο 0,5 mm ανόπτονται σε ρεύμα 10 — 10,5 A [θερμοκρασία (1150 + 50) ° C], ευαίσθητα στοιχεία με χαρακτηριστικό βαθμονόμησης του τύπου PR -30/6 [ρόδιο πλατίνας (30%) — ρόδιο πλατίνας (6%)] ανόπτονται με ρεύμα 11,5 … 12 A [θερμοκρασία (1450 + 50) ° C].

Κατά τη διάρκεια της ανόπτησης, τα θερμοηλεκτρόδια πλένονται με καφέ χρώμα. Για αυτό, ο βόρακας χύνεται σε κασσίτερο ή άλλη πλάκα και στη συνέχεια η πλάκα μετακινείται κατά μήκος του θερμαινόμενου θερμοηλεκτροδίου έτσι ώστε να βυθιστεί στον βόρακα (μην ξεχνάτε την ηλεκτρική αγωγιμότητα της πλάκας). Αρκεί να περάσουμε ένα πιάτο με τρυπάνι πάνω από το θερμοηλεκτρόδιο 3-4 φορές ώστε η πλατίνα-ρόδιο και η πλατίνα να είναι καθαρά, χωρίς μόλυνση της επιφάνειας.

Μια άλλη μέθοδος μπορεί να συνιστάται: μια σταγόνα βόρακα λιώνεται σε ένα ζεστό θερμοηλεκτρικό ηλεκτρόδιο, επιτρέποντας σε αυτή τη σταγόνα να κυλήσει ελεύθερα.

Στο τέλος της ανόπτησης, το ρεύμα μειώθηκε σταδιακά στο μηδέν μέσα σε 60 δευτερόλεπτα.

Μετά τον καθαρισμό, αφαιρείται ο υπολειμματικός βόρακας στα θερμοηλεκτρόδια: μεγάλες σταγόνες — μηχανικά και αδύναμα υπολείμματα — με πλύσιμο σε απεσταγμένο νερό. Το θερμοστοιχείο στη συνέχεια ανόπτεται ξανά.Μερικές φορές το καφέ πλύσιμο και η ανόπτηση δεν είναι αρκετό γιατί τα θερμοηλεκτρόδια παραμένουν ακόμα στερεά. Αυτό δείχνει ότι η πλατίνα έχει απορροφήσει πυρίτιο ή άλλα άκαυστα στοιχεία και πρέπει να εξευγενιστεί στο διυλιστήριο όπου αποστέλλονται τα θερμοηλεκτρόδια. Το ίδιο γίνεται εάν η επιφανειακή μόλυνση παραμένει στα θερμοηλεκτρόδια.

Έλεγχος ομοιογένειας των θερμοηλεκτροδίων

Στην πρακτική χρήση ενός θερμικού μετατροπέα, ανιχνεύεται πάντα μια ορισμένη διαφορά θερμοκρασίας στο μήκος του. θερμοηλεκτρόδια. Το άκρο εργασίας του θερμοστοιχείου βρίσκεται συνήθως στην περιοχή της υψηλότερης θερμοκρασίας, για παράδειγμα στο κέντρο της καμινάδας. Εάν μετακινήσετε ένα συγκεκριμένο μετρητή θερμοκρασίας, για παράδειγμα, το άκρο εργασίας του θερμικού μετατροπέα (συνδεδεμένο με άλλο χιλιοστόμετρο), κατά μήκος των θερμικών ηλεκτροδίων του πρώτου θερμικού μετατροπέα προς την κατεύθυνση από το άκρο εργασίας προς τα ελεύθερα άκρα, τότε η θερμοκρασία μειώνεται θα επισημαίνεται από την απόσταση από το κέντρο της καμινάδας μέχρι τα τοιχώματά της.

Κάθε ένα από τα θερμοηλεκτρόδια κατά μήκος έχει συνήθως μια ανομοιογένεια (ανομοιογένεια) - μια μικρή διαφορά στη σύνθεση του κράματος, τη σκλήρυνση εργασίας, τις μηχανικές καταπονήσεις, την τοπική μόλυνση κ.λπ.

Ως αποτέλεσμα της άνισης κατανομής θερμοκρασίας στα θερμοηλεκτρόδια και της ανομοιογένειάς τους στο θερμοηλεκτρικό κύκλωμα, προκύπτουν εγγενή θερμοηλεκτρόδια, εγγενή στα σημεία ανομοιογένειας των θερμοηλεκτροδίων, μερικά από τα οποία προστίθενται, μερικά αφαιρούνται, αλλά όλα αυτά οδηγούν σε παραμόρφωση του αποτελέσματος της μέτρησης της θερμοκρασίας.

Για να μειωθεί η επίδραση της ανομοιογένειας, κάθε θερμοστοιχείο θερμοστοιχείου κατασκευασμένο από πολύτιμα μέταλλα, ιδιαίτερα υποδειγματικό, ελέγχεται για ομοιογένεια μετά την ανόπτηση.

Για το σκοπό αυτό, ένα όρθιο θερμοηλεκτρικό προς δοκιμή εισάγεται σε έναν αποσυνδεδεμένο ηλεκτρικό φούρνο μικρού σωλήνα ικανό να δημιουργήσει ένα τοπικό πεδίο θερμότητας όταν θερμαίνεται. Ο αρνητικός ακροδέκτης του ευαίσθητου μηδενικού γαλβανόμετρου συνδέεται με το θετικό θερμοηλεκτρόδιο, ο θετικός ακροδέκτης της πηγής ρυθμιζόμενης τάσης (IRN) συνδέεται στον θετικό ακροδέκτη αυτού του γαλβανόμετρου και το αρνητικό θερμοστοιχείο θερμοστοιχείου συνδέεται στον αρνητικό ακροδέκτη του IRN . Αυτή η συμπερίληψη του IRN καθιστά δυνατή την αντιστάθμιση (ισορροπία) του θερμο-EMF του θερμοστοιχείου με την τάση από το IRN. Για να μην προκληθεί ζημιά στο ευαίσθητο μηδενικό γαλβανόμετρο, ενεργοποιείται πρώτα ένα πιο χοντρό μηδενικό γαλβανόμετρο, αντισταθμίζεται το θερμο-EMF, μετά αντιστρέφονται τα μηδενικά γαλβανόμετρα και η τελική αντιστάθμιση θερμο-EMF πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας ρεοστάτες IRN για ομαλή ρύθμιση του ευαίσθητο μηδενικό γαλβανόμετρο.

Ενεργοποιήστε τον ηλεκτρικό φούρνο, δημιουργήστε τοπική θέρμανση του ελεγμένου θερμοηλεκτροδίου και τραβήξτε το αργά μέσα από τον φούρνο σε όλο το μήκος του. Εάν το μέταλλο ή το κράμα του θερμοηλεκτροδίου είναι ομοιογενές, ο δείκτης του μηδενικού γαλβανόμετρου θα βρίσκεται στο σημείο μηδέν. Σε περίπτωση ανομοιογένειας του καλωδίου του θερμοηλεκτροδίου, ο δείκτης του μηδενικού γαλβανόμετρου θα αποκλίνει προς τα αριστερά ή προς τα δεξιά του μηδενικού σημείου. Το ανομοιογενές τμήμα του θερμοηλεκτροδίου κόβεται, τα άκρα συγκολλούνται και η ραφή ελέγχεται για ομοιογένεια.

Παρουσία μικρής ανομοιογένειας, όπου το πρόσθετο θερμοηλεκτρόδιο δεν υπερβαίνει το μισό του επιτρεπόμενου σφάλματος για το θερμοηλεκτρόδιο ενός δεδομένου ζεύγους, το τμήμα θερμοηλεκτροδίου δεν θα κοπεί και η εν λόγω ανομοιογένεια δεν λαμβάνεται υπόψη.

Προετοιμασία θερμοηλεκτροδίων για συγκόλληση

Εάν το μήκος των υπόλοιπων άκαυτων θερμοηλεκτροδίων το επιτρέπει, κατασκευάζεται ένα νέο αντί για το κατεστραμμένο άκρο εργασίας.

Εάν είναι δυνατό να κατασκευαστεί ένα θερμοστοιχείο από νέα θερμοηλεκτρόδια, η συμβατότητα του υλικού του θερμοστοιχείου με το κατασκευασμένο θερμοστοιχείο ελέγχεται με τον πιο προσεκτικό τρόπο για να διασφαλιστεί η ποιότητά του.

Για το σκοπό αυτό, βάσει κανονιστικών εγγράφων, ο τύπος του υλικού, τα τεχνικά χαρακτηριστικά του και τα αποτελέσματα των δοκιμών υλικών καθορίζονται από το τμήμα ποιοτικού ελέγχου (τμήμα τεχνικού ελέγχου) του κατασκευαστή. Εάν αυτά τα δεδομένα πληρούν τις τεχνικές απαιτήσεις, το υλικό μπορεί να χρησιμοποιηθεί. αλλιώς είναι δοκιμασμένο.

Για να ελεγχθεί η ομοιογένεια, ένα κομμάτι του θερμοηλεκτροδίου κόβεται από το πηνίο του υλικού μακρύτερο από αυτό που απαιτείται για την κατασκευή του θερμοστοιχείου, μετά από το οποίο συνδέονται κοντά χάλκινα καλώδια σύνδεσης στα άκρα του θερμοηλεκτροδίου χρησιμοποιώντας σφιγκτήρες. Οι σφιγκτήρες κατεβάστηκαν σε μονωτικά δοχεία με πάγο που τήκεται (0 °C) και προσδιορίστηκε η ομοιογένεια του υλικού του θερμοηλεκτροδίου.

Για να προσδιοριστεί ο τύπος του υλικού και η ποιότητά του, περίπου 0,5 m του θερμοηλεκτροδίου κόβεται από το πηνίο και συγκολλάται στο ίδιο κομμάτι σύρματος πλατίνας.Το άκρο εργασίας του προκύπτοντος θερμοστοιχείου τοποθετείται σε θερμοστάτη ατμού με θερμοκρασία 100 ° C και τα ελεύθερα άκρα μεταφέρονται σε θερμομονωτικά δοχεία με πάγο που τήκεται (0 ° C) και συνδέονται με χάλκινα σύρματα με ένα ποτενσιόμετρο. Ο τύπος και η ποιότητα του υλικού καθορίζονται από το θερμο-EMF που αναπτύσσεται από το θερμοστοιχείο.

Στην εμφάνιση, το chromel διαφέρει ελαφρώς από το alumel, αλλά το chromel είναι πιο σκληρό από το alumel, το οποίο προσδιορίζεται εύκολα με την κάμψη, και επιπλέον, το alumel είναι μαγνητικό, σε αντίθεση με το μη μαγνητικό chromel.