Čo spôsobuje poruchu termočlánku v PTFE ponorných ohrievačoch a ako sa diagnostikuje?

PTFE ponorný ohrievač zaznamenáva okolitú teplotu alebo rýchlo kolíše, hoci ohrievač je v poriadku. Často je na vine zlý termočlánok. Pochopenie bežných režimov porúch týchto senzorov urýchľuje riešenie problémov a privádza proces späť do režimu online. Bežné základné príčiny zlyhania termočlánku v systémoch PTFE ponorného ohrievača sú otvorený obvod, posun alebo skrat na plášti. Každý režim má svoje vlastné symptómy a vyžaduje osobitné diagnostické prístupy.

Otvorený okruh.
Ak sa vodič termočlánku alebo samotný prechod fyzicky zlomí, môže dôjsť k prerušeniu obvodu. Skúsenosti v teréne ukazujú, že korózia na spoji termočlánku alebo pozdĺž drôtu spôsobuje časom degradáciu materiálu. Zlomenie drôtu je tiež výsledkom mechanickej únavy z vibrácií, ktorá prevláda v zostavách ponorného ohrievača, ktoré sú vystavené prúdeniu tekutiny alebo prevádzke čerpadla. V mnohých prípadoch k prerušeniu dochádza v mieste, kde termočlánok uniká z PTFE plášťa alebo pri zle udržiavanom spojení.

Tento otvorený okruh vedie k tomu, že ovládač sa dostane do stavu vyhorenia na vyššej stupnice (údaj v plnej stupnici) alebo v niektorých konfiguráciách vyhorenia na nižšej stupnice. Kým ohrievač naďalej odoberá prúd, ovládač okamžite varuje. Toto je jasný znak toho, že teplota je výrazne mimo typického pracovného rozsahu. Meranie odporu potvrdí chybu. Dobrý termočlánok vykazuje niekoľko ohmov (zvyčajne menej ako 20 ohmov pre typ J alebo K) a otvorený obvod vykazuje nekonečný odpor.

Unášanie
Diagnóza driftujúceho termočlánku môže byť o niečo jemnejšia ako otvorený okruh. Drift je stála zmena vo výstupe elektromotorickej sily (EMF) termočlánku, ktorá spôsobuje, že regulátor indikuje teplotu, ktorá sa mierne líši od skutočnej procesnej teploty. Táto chyba sa časom hromadí a môže viesť k zhoršeniu kvality procesu.

Posun v aplikáciách PTFE ponorného ohrievača je spôsobený niekoľkými príčinami. Zliatinové drôty podliehajú oxidácii, najmä termočlánky typu K v sírovej alebo redukčnej atmosfére. Vlhkosť vstupujúca do minerálnej izolácie -, ak je pod vrstvou PTFE - použitá konštrukcia s kovovým plášťom, spôsobuje chyby posunu, ktoré menia emf. Drift je tiež urýchlený chemickou kontamináciou PTFE vrstvy agresívnymi procesnými kvapalinami, ktoré prenikajú alebo poškodzujú PTFE vrstvu.

Skúsenosti v teréne ukázali, že driftujúci termočlánok často prejde základnou kontrolou kontinuity, ale zlyhá pri overení presnosti. Na vykonanie kontrolovaného testu vložte senzor do kúpeľa so známou stabilnou teplotou (ľadový kúpeľ s teplotou 0 C alebo vriacou vodou s teplotou 100 C v závislosti od nadmorskej výšky) a porovnajte výstup v milivoltoch s bežnými tabuľkami termočlánkov. Dôkaz driftu je akákoľvek zmena nad povolenú toleranciu (napr. ±2 stupne pre štandardné-snímače).

Sheath (Grounded Junction) Skratka na
Ďalším bežným poruchovým režimom je neočakávaný elektrický kanál medzi drôtmi termočlánku a kovovým plášťom. V dobre -navrhnutom uzemnenom- termočlánku spojenia je jeden spojovací bod prepojený s plášťom zámerne pre rýchlejšiu odozvu. Ak sa však vodiče dotknú plášťa na druhom mieste – v dôsledku porušenia izolácie, oderu alebo zlyhania PTFE – vytvorí sa paralelný spoj.

Toto paralelné pripojenie spôsobí, že odčítanie priemernej teploty nie je ani skutočná procesná teplota, ani teplota na požadovanom mieste spojenia. Regulátor môže poskytnúť hodnotu, ktorá znie dôveryhodne, ale nezodpovedá skutočnej situácii. Výpovedným príznakom je, že údaj o teplote sa neočakávane zmení, ak dôjde k vibráciám alebo ak sa ohrievač premiestni. Prítomnosť akéhokoľvek nežiaduceho skratu môžete otestovať meraním odporu medzi každým drôtom termočlánku a plášťom a hľadaním akejkoľvek nízkej hodnoty odporu (okrem jednobodového pripojenia).

Ako diagnostikovať poruchu termočlánku v systémoch PTFE ponorného ohrievača
Metodická diagnostická technika znižuje prestoje a zbytočnú výmenu funkčných ohrievačov. Ak si myslíte, že máte zlý termočlánok, mali by ste urobiť toto.

Vizuálna kontrola
Prvou časťou procesu je komplexné vizuálne vyhodnotenie termočlánku a jeho zapojenia. Všimnite si známky korózie na spojovacích svorkách alebo zmenu farby PTFE plášťa alebo mechanické poškodenie okolo ohybov a svoriek. Uvoľnené skrutky svoriek alebo kolíky konektora sú pomerne časté a dajú sa ľahko opraviť.

Kontrola odporu
Na meranie odporu nastavte digitálny multimeter na ohmovú stupnicu. Termočlánok by mal čítať niekoľko ohmov, zvyčajne pod 20 ohmov pre bežné snímače typu J a K. Otvorený obvod (nekonečné alebo preťaženie) znamená poškodený vodič alebo skorodovaný spoj. Na uzemnenom type spojenia môže údaj nula alebo veľmi blízko nule medzi vodičom termočlánku a plášťom naznačovať neúmyselný skrat na plášť, zatiaľ čo jeden bod úmyselného uzemnenia je normálny. Odpor tohto kanála by mal byť veľmi nízky, ale konzistentný.

Meranie milivoltového výstupu
Na diagnostiku driftu sa termočlánok odpojí od regulátora a jeho milivoltový výstup sa monitoruje pri známej referenčnej teplote. Ľadový kúpeľ (0 stupňov / 32 stupňov F) poskytuje konštantnú referenčnú hodnotu 0 mV pre typy J a K. Pri teplote 100 stupňov (212 stupňov F) produkuje typ J ~5,27 mV a typ K ~4,10 mV. Odchýlky väčšie ako publikovaná tolerancia snímača indikujú posun. Tento test tiež zaznamená prerušované otvárania, ktoré sa prejavia iba vtedy, keď sa senzor pohne alebo sa zahreje.

Záver
Tri hlavné poruchové režimy termočlánkov v PTFE ponorných ohrievačoch sú otvorený okruh v dôsledku korózie alebo vibrácií, posun v dôsledku vniknutia vlhkosti alebo oxidácie a skrat k plášťu v dôsledku poruchy izolácie. Každý režim má charakteristickú odozvu. Prerušené obvody spôsobujú vyhorenie, malé odchýlky spôsobujú posun, skrat{2}}k-skratu plášťa vytvárajú neočakávané priemerné hodnoty. Vizuálna kontrola, meranie odporu a testovanie výstupu v milivoltoch poskytujú systematický diagnostický prístup na presnú identifikáciu základnej príčiny. Pravidelná kalibrácia a kontrola termočlánkov zabráni neočakávaným poruchám a udrží kvalitu procesu a zabráni neplánovaným prestojom v kľúčových aplikáciách vykurovania.