热电偶常见故障原因及对策分析

热电偶常见故障原因及对策分析

[典型故障1] S型铂铑热电偶使用温度1100-1150℃，使用寿命1个月，断线。

[检查与分析] 在测量端附近，因绝缘管与偶丝扭曲而断线。

[产生原因] 因绝缘管过度振动，结果对偶丝施加扭曲力而断线。

[对策] 在绝缘管上加工凹槽，让贵金属热电偶偶丝焊接端缩入绝缘管内，抑制振动发生。

[典型故障2] 6芯R型石英保护管热电偶在1200-1250℃温度下断续使用，使用2个月后一支断裂。

[检查与分析] 测量端断线，发现偶丝有明显损伤及机械作用痕迹。

[产生原因] 当热电偶与绝缘物反复热膨胀、收缩时，对偶丝施加作用力，及石英管与Al2O3绝缘物的热膨胀、收缩不同，相互摩擦作用很大，使偶丝受压力等机械作用。

[对策] 将Al2O3绝缘物换成石英绝缘物，或者将石英管换成Al2O3管，使二者热膨胀系数一致。

[典型故障3] R型热电偶(双层保护管、外层金属保护管、内层刚玉保护管)使用3个月后，热电动势显著降低。

[产生原因] 昌晖仪表质检部用X射线检查发现陶瓷保护管破损，热电偶已经劣化

[检查与分析] 因陶瓷保护管破损，致使热电偶丝受金属管保护管的金属蒸汽污染，特别是铁的影响尤为显著。

[对策] 安装时务请注意，防止陶瓷管破损。

[典型故障4] R型热电偶(双层保护管、外层金属保护管、内层刚玉保护管)在400-1500℃的

热循环条件下使用1-3个月后，随着接线板破损而断线

[检查与分析] 在双层保护管开口部位，有内层陶瓷保护管顶出，经昌晖仪表X射线检查分析，发现在外层金属保护管底部有大量氧化物堆积。

[产生原因] 在热循环条件下，外金属管内壁因显著氧化而剥离，沉积在管底部，堆积在陶瓷和金属管端部间隙内，当降温时，伴随外管收缩，使中间的堆积氧化物将内管向上推，碰到接线板，使其破损。

[对策] 在双层管的开口端，将其内外层间隙密封，抑制金属管内壁氧化。

[典型故障5] K型装配式热电偶使用温度900℃，使用时间20天产生-11℃误差。

[检查与分析] NiCr极表面氧化呈绿色并带有磁性。

[产生原因] 因保护管细长，管内空气供应不充分，致使NiCr极中的Cr发生选择性氧化生产绿色氧化物。

[对策] 缩短或加粗保护管。

[典型故障6] K型装配式热电偶使用温度900℃，使用时间10天发生断线。

[检查与分析] NiCr极表面氧化呈绿色并带有磁性。同时变脆并有6处断线。

[产生原因] 因采用氨分解装置，氢气将透过保护管，同保护管内氧结合，使保护管内氧分压降低，NiCr极中的Cr发生选择性氧化而断线。

[对策] 在保护管内添加吸气剂。

[典型故障7] 使用中的K型装配式热电偶经用户检查超差。

[检查与分析] 装配式热电偶返厂复检无异常所见。

[产生原因] 检查方法与插入深度不同。

[对策] 热电偶厂家与用户统一检定条件

[典型故障8] K型装配式热电偶保护管破损

[检查与分析] 在保护管表面发现有茶褐色污染物附着及孔蚀，而且在保护管与法兰盘的焊接处沿着圆周有裂纹。

[产生原因] 由于金属保护管的孔蚀推测，保护管破损时应力腐蚀裂纹与机械冲击共同作用的结果。如果因流速引起的弯曲应力及共振而引起的破损，那么因附着物的存在将增大弯曲应力。

[对策] 法兰与保护管连接部位为复合管时，应尽量提高其机械强度。如果保护管发生孔蚀，应更换保护管材质。

[典型故障9] K型装配式热电偶使用温度750℃，在测量端200mm附近，镍铝极断线。

[检查与分析] 昌晖仪表采用金相显微检查结果发现，断线截面周边部分晶粒脱落，并有晶界侵蚀的孔洞，而且断面处晶粒也长大，还可以看到折弯表面有多处裂纹产生。

[产生原因] 因硫或硫化物作用引起高温硫化腐蚀而断线，NiAl极为高镍合金耐硫腐蚀性能差。[对策] 偶丝及保护管内部，不应含有含硫的油等附着物，应改善清洁方法。

[典型故障10] 钨铼热电偶在真空炉中温度为1500℃，使用5h后断线。

[检查与分析] 热电偶测量端部因氧化而断线，整个偶丝几乎全变脆易折。试验发现在密封焊接部位漏汽，用限位镜观察发现正极(WRe5)沿偶丝有轴向龟裂纹。

[产生原因] 截断WRe偶丝之际，因刀具不快，致使偶丝轴向产生龟裂纹，密封后使空气沿

裂纹侵入，将热电偶氧化而断线。

[对策] 截断偶丝易发生沿偶丝轴向裂纹，因此截断后要将其断面研磨，以消除龟裂或者密封部分推荐采用补偿导线。

[典型故障11] K型φ1.6mm铠装热电偶从室温至1000℃使用30h，10次热循环后断线。[检验与分析] 经昌晖仪表质检部X射线检查结果发现该铠装热电偶有多处偶丝断线。

[产生原因] 当超过铠装热电偶外径常用温度上限时，在热循环的使用条件下，由于铠装热电偶套管材料、绝缘物(MgO)及热电偶丝热膨胀系数的差异，致使热电偶丝过渡伸缩而断线。[对策] 增加铠装热电偶直径，改变同保护管间距离，流出随温度变化的空间，使热电偶丝受力减少。

[典型故障12] K型φ6.4mm铠装热电偶使用温度800℃，20天，炉内气氛为N2为40%；CO 为21%；H2为39%，示值异常低下(-100℃)。

[检验与分析] 热电偶导通，绝缘电阻检查无异常现象。在800℃下检查结果与用户测量结果相同。

[产生原因] 虽然热电偶丝外层有金属套管保护与气氛完全隔绝，但是H2可以通过套管壁与管内残存氧反应，使其套管内氧浓度恰好可供镍铬合金发生选择性氧化而脱铬，引起热电动势大幅度降低。

[对策] 采用五氧化膜的光亮偶丝，组装成带保护管的热电偶并具有防氧化结构或者添加氧的吸气剂钛。推荐使用有钛吸气剂的铠装热电偶。

[典型故障13] K型φ4.8mm铠装热电偶使用温度470℃，30h，产生+4.6℃误差