Reparação de conversores termoelétricos

Inspeção de conversores termoelétricos

O termopar é desmontado em partes separadas, limpo de sujeira e cuidadosamente examinado para determinar a condição dos termoeletrodos e sua extremidade de trabalho, grampos na almofada da cabeça e o próprio revestimento, uma capa isolante de cerâmica (copo) para a extremidade de trabalho do termopar e um tubo de proteção.

Ao verificar termopares, cujos termoeletrodos são feitos de metais básicos ou ligas (cobre, cobre, cromel, alumel, etc.), a ausência de trincas transversais, que às vezes aparecem como resultado da operação prolongada do termopar em altas temperaturas para termoeletrodos, é verificado ou como resultado de frequentes mudanças de temperatura alternadas, o meio sob investigação, então para cima, depois para baixo.

O aparecimento de trincas nos termoeletrodos também pode ser consequência de tensões mecânicas de reforço incorreto do termopar. Assim, o uso de isoladores de dois canais com termoeletrodos espessos geralmente leva à falha dos termopares.É inaceitável que um termopar, especialmente um feito de termoeletrodos espessos, apoie sua extremidade de trabalho no fundo de um tubo protetor ou de um inserto de cerâmica isolante (copo).

Ao examinar externamente os termopares, cujos termoeletrodos são feitos de metais preciosos ou ligas (platina, platina-ródio e outros), verifique a ausência de "interseções" em sua superfície - pequenos entalhes, por assim dizer, de um golpe de faca. Quando detectados, os termoeletrodos em locais onde "cruzamentos" são visíveis são quebrados e soldados.

Recozimento de termopares de metais preciosos

Sob condições de operação em temperaturas muito altas, nem sempre é possível proteger os termoeletrodos de platina-ródio e platina da exposição a meios de gases redutores (hidrogênio, monóxido de carbono, hidrocarbonetos) e meios de gases corrosivos (dióxido de carbono) na presença de vapores de ferro , óxidos de magnésio e silício. O silício, presente em quase todos os materiais cerâmicos, representa a maior ameaça aos termopares de platina-ródio-platina.

Os eletrodos térmicos desses conversores térmicos o absorvem prontamente com a formação de silicietos de platina. Há uma mudança no termo-EMF, a resistência mecânica dos termoeletrodos diminui, às vezes eles são completamente destruídos devido à fragilidade resultante. A presença de materiais carbonáceos como o grafite tem efeito adverso, pois contém impurezas de sílica, que em altas temperaturas em contato com o carvão são facilmente reduzidas com a liberação de silício.

Para remover contaminantes de termoeletrodos de metais preciosos ou ligas, os termopares são recozidos (calcinados) por 30 … 60 minutos com uma corrente elétrica no ar.Para isso, os termoeletrodos são soltos dos isoladores e suspensos em dois suportes, após o que são desengordurados com um cotonete umedecido em álcool etílico puro (1 g de álcool para cada elemento sensível). As extremidades livres dos termoeletrodos são conectadas a uma rede elétrica com tensão de 220 ou 127 V e frequência de 50 Hz. A corrente necessária para o recozimento é regulada por um regulador de tensão e monitorada com um amperímetro.

Elementos sensíveis de termopares com característica de calibração PP (platina ródio - platina) com termoeletrodos com diâmetro de 0,5 mm são recozidos a uma corrente de 10 - 10,5 A [temperatura (1150 + 50) ° C], elementos sensíveis com característica de calibração do tipo PR -30/6 [platina ródio (30%) — platina ródio (6%)] são recozidos a uma corrente de 11,5 … 12 A [temperatura (1450 + 50) ° C].

Durante o recozimento, os termoeletrodos são lavados com marrom. Para isso, o bórax é despejado em uma lata ou outra placa e a seguir a placa é movida ao longo do termoeletrodo aquecido para que fique imersa no bórax (não se esqueça da condutividade elétrica da placa). Basta passar uma placa com furadeira sobre o termoeletrodo 3-4 vezes para que a platina-ródio e a platina fiquem limpas, sem contaminação da superfície.

Outro método pode ser recomendado: uma gota de bórax é derretida em um eletrodo termoelétrico quente, permitindo que essa gota role livremente.

No final do recozimento, a corrente foi gradualmente reduzida a zero em 60 s.

Após a limpeza, o bórax residual nos termoeletrodos é removido: grandes gotas - mecanicamente e resíduos fracos - lavando em água destilada. O termopar é então recozido novamente.Às vezes, a lavagem marrom e o recozimento não são suficientes porque os termoeletrodos ainda permanecem sólidos. Isso indica que a platina absorveu silício ou outros elementos incombustíveis e deve ser refinada na refinaria para onde são enviados os termoeletrodos. O mesmo é feito se a contaminação da superfície permanecer nos termoeletrodos.

Verificando a homogeneidade dos termoeletrodos

No uso prático de um conversor térmico, uma certa diferença de temperatura é sempre detectada ao longo de seu comprimento. termoeletrodos. A extremidade de trabalho do termopar geralmente está localizada na área de maior temperatura, por exemplo, no centro da chaminé. Se você mover um determinado medidor de temperatura, por exemplo, a extremidade de trabalho do conversor térmico (conectado a outro milivoltímetro), ao longo dos eletrodos térmicos do primeiro conversor térmico na direção da extremidade de trabalho para as extremidades livres, a diminuição da temperatura será marcado pela distância do centro da chaminé às suas paredes.

Cada um dos termoeletrodos ao longo do comprimento geralmente possui uma irregularidade (não homogeneidade) - uma pequena diferença na composição da liga, endurecimento do trabalho, tensões mecânicas, contaminação local, etc.

Como resultado da distribuição desigual de temperatura nos termoeletrodos e sua falta de homogeneidade no circuito termoelétrico, surgem termo-EMFs inerentes, inerentes aos pontos de falta de homogeneidade dos termoeletrodos, alguns dos quais são adicionados, alguns são subtraídos, mas tudo isso leva a uma distorção do resultado da medição da temperatura.

Para reduzir o efeito da falta de homogeneidade, cada termopar feito de metais preciosos, especialmente exemplares, é verificado quanto à homogeneidade após o recozimento.

Para tanto, uma termoelétrica vertical a ser testada é introduzida em um forno elétrico de pequeno tubo desconectado capaz de criar um campo térmico local quando aquecido. O terminal negativo do galvanômetro zero sensível é conectado ao termoeletrodo positivo, o terminal positivo da fonte de tensão regulada (IRN) é conectado ao terminal positivo deste galvanômetro e o termopar termopar negativo é conectado ao terminal negativo do IRN . Essa inclusão do IRN permite compensar (equilibrar) o termo-EMF do termopar com a tensão do IRN. Para não danificar o galvanômetro zero sensível, primeiro um galvanômetro zero mais grosso é ligado, o termo-EMF é compensado, depois os galvanômetros zero são invertidos e a compensação termo-EMF final é realizada usando reostatos IRN para um ajuste suave do galvanômetro zero sensível.

Ligue o forno elétrico, crie um aquecimento local do termoeletrodo testado e puxe-o lentamente pelo forno em todo o seu comprimento. Se o metal ou liga do termoeletrodo for homogêneo, o ponteiro do galvanômetro zero estará na marca zero. Em caso de não homogeneidade do fio do termoeletrodo, o ponteiro do galvanômetro zero se desviará para a esquerda ou para a direita da marca zero. A parte não homogênea do termoeletrodo é cortada, as pontas são soldadas e a costura é verificada quanto à homogeneidade.

Na presença de uma pequena inomogeneidade, onde a termo-EMF adicional não exceda a metade do erro admissível para a termo-EMF de um determinado par, a seção do termoeletrodo não deve ser cortada e a referida não-homogeneidade deve ser desconsiderada.

Preparação de termoeletrodos para soldagem

Se o comprimento dos termoeletrodos não queimados restantes permitir, um novo é feito em vez da extremidade de trabalho destruída.

Se for possível fazer um termopar a partir de novos termoeletrodos, a compatibilidade do material do termopar com o termopar fabricado é verificada da maneira mais cuidadosa para garantir sua qualidade.

Para tanto, com base em documentos regulamentares, o tipo de material, suas características técnicas e os resultados dos testes de materiais são determinados pelo departamento de controle de qualidade (departamento de controle técnico) do fabricante. Se esses dados atenderem aos requisitos técnicos, o material poderá ser utilizado; caso contrário, é testado.

Para verificar a homogeneidade, um pedaço do termoeletrodo é cortado da bobina de material mais longo do que o necessário para a fabricação do termopar, após o que fios curtos de conexão de cobre são conectados às extremidades do termoeletrodo por meio de grampos. Os grampos foram abaixados em recipientes isolantes com gelo derretido (0°C) e a homogeneidade do material do termoeletrodo foi determinada.

Para determinar o tipo de material e seu grau, cerca de 0,5 m do termoeletrodo é cortado da bobina e soldado ao mesmo pedaço de fio de platina.A ponta de trabalho do termopar resultante é colocada em um termostato de vapor com temperatura de 100 ° C, e as pontas livres são levadas para vasos isolantes de calor com gelo derretido (0 ° C) e conectadas com fios de cobre com um potenciômetro. O tipo e grau do material é determinado pelo termo-EMF desenvolvido pelo termopar.

Na aparência, o cromel difere ligeiramente do alumel, mas o cromel é mais duro que o alumel, o que é facilmente determinado por flexão e, além disso, o alumel é magnético, ao contrário do cromo não magnético.