工业热电偶温度计是工业中应用*为广泛的温度检测仪表,虽形式各样但测量原理相同。作为工控人员一定要熟知工业热电偶的测温原理,才能面对故障问题时处理自如。下面简要介绍工业热电偶在使用中常见故障及排除方法。
工业热电偶是一个测温系统,信号传输过程由热电极、接线端、补偿导线、二次处理四部分构成,任何一部分出问题都会造成温度测量不准。实际使用中出现故障的现象大体可以分为以下几种:显示数值偏大、数值偏小、数值跳变、数值满程。
热电极本身原因造成的故障
热电极是一个金属导体,在使用中长期受高温的熏烤及周围环境气体(腐蚀、水汽)的影响本身会老化变质,导致热电极的热电势与温度对应关系发生变化,造成温度—毫伏电压对照表的偏离,从而产生测温误差。
热电极插入深度不够。这个故障通常发生在新建装置或装置大修开车过程,工业热电偶安装中护套管的长度不够,致使进入管线设备的距离没有达到介质的中心,导致工业热电偶的测温热端没有达到温度*高点,从而造成所测温度偏低。如果工业热电偶的插入深度距离管线设备外壁太近,那么其测温的误差更大,甚至完全失去测温意义。
现场安装的热电极及护套管不够长
如果保护套管够长而热电极不够长则能处理,可找一个足够长的热电极插入。若护套管本身不够长则无法处理,只能等装置停车后才能进行更换,因此护套管安装长度非常重要,决定着工业热电偶测温能否准确,但很多时候工业热电偶的问题恰恰出在这个现场护套管的安装上。
接线端
由工业热电偶的测温原理我们可知,热电势的构成包括接触电势和温差电势两部分。如果工业热电偶现场接线端与补偿导线,补偿导线与控制室二次处理表的接线接触**,那么在工业热电偶信号传输过程中就会产生附加的接触电势,引起测温误差,如果接线接触**,还会出现测温大幅度跳变的现象。
随着时间的延长,现场工业热电偶接线端子与补偿导线处会因老化等原因造成接触电势变大,出现被测温度出现失真甚至跳变的现象,此时到现场重新接一下补偿导线故障就会排除,这也是很多现场仪表工疑惑不解的原因,为什么重新接一下线故障就消除了。
如果补偿导线中间有接头,那么这种接触电势对测温的影响也会出现,因此补偿导线使用中*好不要有接头,实在无法避免,除做好接头的接线处理外还要把接头处的位置做好明显标记,一旦出现测温故障可快速找到补偿导线接头位置进行查看处理,不然补偿导线引起的故障很难查找排除。
补偿导线
补偿导线是一个开口的与现场工业热电偶同型号的廉价工业热电偶,其性能基本与标准的工业热电偶一致。现场使用的补偿导线型号一定要与安装的工业热电偶相一致,这个从补偿导线线缆外皮上就可找到具体的型号,通过补偿导线内部的护套绝缘皮的颜色也可分辨。如果补偿导线使用型号不正确,就会引入测温误差,如现场K型工业热电偶接如E型补偿导线,那么控制室显示的温度会偏高,同理现场E型工业热电偶接入K型补偿导线,其显示温度会偏低。
补偿导线是廉价工业热电偶因此其本身有正负之分,现场与工业热电偶接线、与控制室二次表接线时一定要对应正确。如果补偿导线一端与工业热电偶或二次表极性接反,其传输到二次表的热电势是负值,处理后显示温度是负值或*低(组态中的*小值)。如果补偿导线现场与控制两端极性同时接反,那么其相当于在现场工业热电偶毫伏信号的线路中串入一个负的温差电势,那么其进入二次表的毫伏电势变小,显示的温度就会偏小。
二次处理
二次处理仪表是把引入的毫伏电压信号与温度进行对照,并进行工业热电偶的冷端温度补偿。如果二次表组态中所选工业热电偶型号与现场不一致,那么其换算测得的温度就会出现偏差。如果二次表本身的测温热敏电阻所测环境温度不准确,那么换算出的现场温度也会出现偏差。此外如果二次表是一个输出电流的温度变送器,那么其输出的电流信号的温度范围要与控制室内显示组态相一致。
工业热电偶大修时的检修
工业热电偶的大修通常分为热电极本身精度的校准和护套管磨损检查。热电极的校准检查很重要但不是必须在大修时才能进行的工作,因为装置正常运行时若热电极本身出现故障可从现场拆卸下来进行故障排除和校准检验。
工业热电偶护套管的检查是大修时的重点工作,但实际使用中很多企业却忽略了。工业热电偶护套管在日常使用中插入到设备和管线中,长期经受介质的冲刷、腐蚀,其外壁会逐渐被磨损使壁厚变薄,甚至出现穿孔、断裂等极端状况。一旦工业热电偶的护套管在运行中出现事故轻则引起设备停车,严重时会引发火灾事故,所以工业热电偶护套管腐蚀程度的检查是大修的重点工作。
护套管的检查通常有两种方法,人工肉眼检查法和打压试密法。打压试密法通常用于高压装置如高压加氢装置中,其工业热电偶护套管的密封性能通过肉眼无法准确判断,需要拆卸下来使用专业的密封测试设备进行打压测试。
设备大修时拆卸工业热电偶护套管进行腐蚀磨损性检查
如果生产设备不在高压环境下运行,工业热电偶护套管的磨损检测通常用肉眼观察法来确认,这样的方法快速方便,但容易造成浪费。现场拆卸工业热电偶护套管后用抹布把护套管外表的脏污除掉后,观察护套管外壁有无明显的磨损、腐蚀、麻孔等磨损腐蚀痕迹,如果不明显则更换密封垫片后复原,如果察觉护套管腐蚀严重则要更换新的护套管。通常为了保证**,现场检查工业热电偶护套管时只要有明显的腐蚀痕迹就更换新的护套管,以确保装置运行的**性,但同时也造成了一定的工业热电偶护套管的浪费。