Термопреобразователь разбирают на отдельные части, очищают их от грязи и тщательно осматривают с целью выяснения состояния термоэлектродов и их рабочего конца, зажимов на вкладыше головки и самого вкладыша, керамического изоляционного вкладыша (стаканчика) для рабочего конца термопары, защитной трубки.
При осмотре термопар, у которых термоэлектроды изготовлены из неблагородных металлов или сплавов (медь, копель, хромель, алюмель и др.), проверяют отсутствие поперечных трещин, которые иногда появляются в результате длительной работы термопреобразователя при высоких для термоэлектродов температурах или вследствие частых попеременных изменений температуры исследуемой среды, то в сторону повышения, то в сторону понижения.
Появление трещин в термоэлектродах может быть также следствием механических напряжений от неправильного армирования термопреобразователя. Так, применение двухканальных изоляторов при толстых термоэлектродах часто приводит к выходу термопреобразователей из строя. Недопустимо, чтобы термопара, особенно изготовленная из толстых термоэлектродов, своим рабочим концом упиралась в дно защитной трубки или изоляционного керамического вкладыша (стаканчика).
При внешнем осмотре термопар, термоэлектроды которых изготовляются из благородных металлов или сплавов (платина, платинородий и др.), проверяют отсутствие на их поверхности "пересечек" — мелких углублений как бы от удара ножом. При их обнаружении термоэлектроды в местах, где замечены "пересечки", разрывают и сваривают.
В эксплуатационных условиях при очень высоких температурах не всегда удается защитить платинородиевые и платиновые термоэлектроды от воздействия на них восстановительной газовой среды (водород, оксид углерода, углеводороды) и агрессивных газовых сред (углекислота) в присутствии паров оксидов железа, магния и кремния. Кремний, присутствующий почти во всех керамических материалах, представляет собой наибольшую угрозу для платинородий-платиновых термопреобразователей.
Термоэлектроды этих термопреобразователей легко его поглощают с образованием силицидов платины. Происходит изменение термо-ЭДС, уменьшается механическая прочность термоэлектродов, иногда они полностью разрушаются в связи с возникшей хрупкостью. Неблагоприятное влияние оказывает присутствие угольных материалов, например графита, так как в них есть примеси кремнезема, который при высоких температурах в контакте с углем легко восстанавливается с выделением кремния.
Для удаления загрязняющих веществ из термоэлектродов благородных металлов или сплавов термопары подвергают отжигу (прокаливанию) в течение 30...60 мин электрическим током на воздухе. Для этого термоэлектроды освобождают от изоляторов и подвешивают на двух штативах, после чего обезжиривают при помощи тампона, смоченного чистым этиловым спиртом (1 г спирта на каждый чувствительный элемент). Свободные концы термоэлектродов подключают к электрической сети напряжением 220 или 127 В частотой 50 Гц. Ток, необходимый для отжига, регулируют посредством регулятора напряжения и контролируют по показаниям амперметра.
Чувствительные элементы термопреобразователей с градуировочной характеристикой ПП (платинородий — платина) с термоэлектродами диаметром 0,5 мм отжигают при токе 10 - 10,5 А [температура (1150 + 50) °С], чувствительные элементы с градуировочной характеристикой типа ПР-30/6 [платинородий (30 %) - платинородий (6 %)] отжигают при токе 11,5...12 А [температура (1450 + 50) °С].
Во время отжига термоэлектроды промывают бурой. Для этого на жестяную или какую-либо другую пластинку насыпают буру и затем пластинку передвигают вдоль нагретого термоэлектрода таким образом, чтобы он был погружен в буру (не забывать об электропроводности пластинки). Достаточно 3 - 4 раза провести пластинкой с бурой вдоль термоэлектрода, чтобы платинородий и платина были чистыми, без поверхностных загрязнений.
Может быть рекомендован и иной способ: по раскаленному термоэлектроду сплавляют каплю буры, давая этой капле свободно скатываться.
По окончании отжига ток плавно уменьшают до нулевого значения в течение 60 с.
После очистки оставшуюся на термоэлектродах буру удаляют: крупные капли - механически, а слабые остатки — промывкой в дистиллированной воде. Затем термопару вновь отжигают. Иногда промывки бурой и отжига бывает недостаточно, так как термоэлектроды все же остаются жесткими. Это указывает на то, что платина впитала кремний или другие несгорающие элементы и необходима очистка на аффинажном заводе, куда и направляют термоэлектроды. Так же поступают, если на термоэлектродах остаются поверхностные загрязнения.
При практическом использовании термопреобразователя всегда обнаруживается некоторая разница температур вдоль длины его термоэлектродов. Рабочий конец термопреобразователя обычно располагается в зоне наивысшей температуры, например в центре дымохода. Если перемещать некий измеритель температуры, например рабочий конец термопреобразователя (подключенный к другому милливольтметру), вдоль термоэлектродов первого термопреобразователя в направлении от рабочего к свободным концам, то будет отмечаться уменьшение температуры по мере удаления от центра дымохода к его стенкам.
Каждый из термоэлектродов по длине обычно обладает неоднородностью (негомогенностью) — сказываются незначительное различие в составе сплава, наклеп, механические напряжения, местное загрязнение и т. п.
В результате неравномерного распределения температуры вдоль термоэлектродов и их неоднородности в термоэлектрической цепи возникают присущие точкам неоднородности термоэлектродов собственные термо-ЭДС, часть которых суммируется, часть вычитается, но все это приводит к искажению результата измерения температуры.
С целью уменьшения влияния неоднородности каждый термоэлектрод термопар из благородных металлов, особенно образцовых, после отжига проверяют на однородность.
Для этого выпрямленный проверяемый термоэлектрод вводят в невключенную небольшую трубчатую электропечь, способную при нагревании создавать местное тепловое поле. К положительному термоэлектроду присоединяют отрицательный зажим чувствительного нулевого гальванометра, к положительному зажиму этого гальванометра подключают положительный зажим источника регулируемого напряжения (ИРН), а к отрицательному зажиму ИРН — отрицательный термоэлектрод термопары. Такое включение ИРН дает возможность скомпенсировать (уравновесить) термо-ЭДС термопары напряжением от ИРН. Чтобы не повредить чувствительный нулевой гальванометр, сперва вместо него включают более грубый нулевой гальванометр, производят компенсацию термо-ЭДС, затем меняют местами нулевые гальванометры и выполняют окончательную компенсацию термо-ЭДС, используя реостаты плавного регулирования ИРН и чувствительный нулевой гальванометр.
Включают электропечь, создают местный прогрев исследуемого термоэлектрода и медленно протягивают его через печь по всей его длине. При однородности металла или сплава термоэлектрода указатель нулевого гальванометра будет находиться на нулевой отметке. В случае же неоднородности термоэлектродной проволоки указатель нулевого гальванометра отклонится влево или вправо от нулевой отметки. Неоднородный участок термоэлектрода вырезают, концы сваривают и спай проверяют на однородность.
При наличии незначительной неоднородности, когда дополнительная термо-ЭДС не превышает половины допускаемой погрешности для термо-ЭДС данной пары, участок термоэлектрода не вырезают и с указанной неоднородностью не считаются.
Если позволяет длина оставшихся несгоревшими термоэлектродов, вместо разрушенного рабочего конца изготавливают новый.
Если имеется возможность изготовить термопару из новых термоэлектродов, самым тщательным образом проверяют соответствие материала термоэлектродов изготавливаемому термопреобразователю, чтобы убедиться в его качественности.
Для этого на основании нормативных документов устанавливают род материала, его техническую характеристику, результаты испытания материала ОТК (отделом технического контроля) завода-изготовителя. При соответствии этих данных техническим требованиям материал может быть использован; в противном случае его подвергают испытаниям.
Для проверки однородности от бухты материала отрезают кусок термоэлектрода длиной, превышающей необходимую для изготовления термопреобразователя, после чего с помощью зажимов к концам термоэлектрода подключают короткие медные соединительные провода. Зажимы опускают в теплоизоляционные сосуды с тающим льдом (0 °С) и определяют однородность материала термоэлектрода.
Для определения рода материала и его класса от бухты отрезают около 0,5 м термоэлектрода и сваривают его с таким же куском платиновой проволоки. Рабочий конец полученной термопары помещают в паровой термостат с температурой 100 °С, а свободные концы отводят в теплоизоляционные сосуды с тающим льдом (0 °С) и соединяют медными проводами с потенциометром. По термо-ЭДС, развиваемой термопарой, определяют род и класс материала.
По внешнему виду хромель от алюмеля отличается незначительно, однако хромель более тверд, чем алюмель, что легко определяется при изгибании, и, кроме того, алюмель магнитен в отличие от немагнитного хромеля.
Никто пока не комментировал эту страницу.