在冶金、化工、建材、玻璃等涉及高温与腐蚀性介质的工业领域,
高温防腐热电偶是温度监测与控制系统中的“哨兵”,其运行状态的稳定与否直接关系到生产安全、产品质量与能源效率。尽管其本身具备一定的耐高温和抗腐蚀能力,但恶劣的工作环境依然会对其造成持续的损耗。因此,实施科学有效的维护策略,是最大限度延长其使用寿命、保障生产连续性的关键所在。
一、科学选型与正确安装:寿命延长的基石
维护工作始于安装之前。错误的选型和安装会使其“先天不足”,再精细的维护也事倍功半。
1.精准选型是前提:必须根据实际工况“量体裁衣”。
温度匹配:热电偶的测量范围应长期稳定在其量程的70%-80%以内,避免长期超温使用。
腐蚀介质匹配:针对不同的腐蚀环境(如酸性、碱性、硫化气氛、氧化气氛、金属蒸汽等),选择相应材质的保护管。例如,针对含硫气氛可选渗铝管,针对氢氟酸环境可选哈氏合金,高温场合可选刚玉陶瓷管等。绝不能用一种材质应对所有腐蚀环境。
压力与流速考量:对于高压或高速流体介质,应选择具有足够机械强度的厚壁管或特殊结构保护管,防止因冲刷或压力导致变形、破裂。
2.正确安装是关键:安装不当会引入额外的机械应力或热应力,导致早期损坏。
插入深度:测温点必须能反映真实工艺温度。一般要求热电偶的测量端插入管道中心流速最大处,且至少有足够的浸入深度,避免测量值受环境温度影响。
安装方向与位置:尽量避免安装在阀门、弯头、死角或介质流速剧烈变化的区域,以减少涡流冲刷和机械振动。在垂直管道安装时,宜采用斜插或弯管安装,避免保护管根部因物料堆积或应力而断裂。
密封与绝缘:接线盒的出线孔必须用密封圈严密封闭,防止水分、粉尘进入导致接线端子短路或腐蚀。补偿导线的敷设应远离动力电缆,避免电磁干扰。
二、运行中的日常维护与监控:防患于未然
日常维护是及时发现隐患、避免突发故障的重要手段。
1.定期外观检查:
检查保护管表面是否有严重腐蚀、减薄、裂纹或鼓包现象。
检查紧固件(如法兰螺栓、螺纹连接件)是否松动。
检查接线盒盖是否密封严密,内部是否清洁、干燥,有无进水或腐蚀迹象。
2.稳定性监测与校准:
趋势分析:通过DCS或记录仪长期观察温度测量值的波动情况。若出现信号漂移、测量值异常缓慢变化或突然跳跃,可能是热电偶老化、劣化或绝缘下降的征兆。
定期校准:根据工艺重要性制定校准计划。可采用在线校准(用便携式干井炉在安装位置附近对比)或离线校准(拆下送检)的方式,验证其测量精度。一旦超差,应及时更换。
3.保持清洁:停机检修时,应及时清理保护管表面粘附的结焦、结渣、积灰等污物。这些污物不仅影响传热效率,导致测温滞后不准,其本身也可能含有腐蚀性成分,加速保护管的腐蚀。
三、停机期间的全面检查与保养:深度诊疗
计划性停车是对热电偶进行“全面体检”和“深度疗养”的最佳时机。
1.全面检测:
绝缘电阻测试:使用兆欧表测量热电偶丝与保护管之间的绝缘电阻。在高温下此值会下降,但在常温下应大于100MΩ。若绝缘过低,说明氧化镁粉绝缘层可能受潮或变质,需更换。
导通性检查:用万用表测量热电偶回路的通断和电阻值,判断偶丝是否断裂或连接点接触不良。
2.针对性处理:
对于表面有轻微腐蚀但整体结构完好的保护管,可进行打磨处理,清除腐蚀产物。
若检查发现接线盒内进入潮气,必须烘干,并更换老化的密封圈。
确认性能已严重下降或损坏的热电偶,应立即更换,切忌带病运行。
四、常见故障的预防性处理与寿命延长技巧
1.应对腐蚀与氧化:
选择性腐蚀:在可能的情况下,通过工艺调整,降低介质腐蚀性(如调整pH值、降低含水量)。
保护性气氛:在某些精密设备中,可考虑在保护管内通入惰性保护气体(如氮气、氩气),形成正压,阻止腐蚀性介质侵入。
表面处理:对某些合金保护管可采用表面渗铝、渗铬等工艺,大幅提升其抗氧化和抗渗碳能力。
2.应对机械损伤与热疲劳:
抗振设计:在振动较大的场合,应选用铠装热电偶或加装减振装置。
缓冲结构:在温度剧烈波动的场合,可在安装根部增加柔性弯管或采用抗热冲击性能更好的材料(如碳化硅陶瓷)。
避免急冷急热:启停设备时,应尽量遵循缓慢升温和降温的原则,减少热应力对保护管和偶丝的冲击。