PTFE 침지 히터에서 열전대 고장의 원인은 무엇이며 어떻게 진단합니까?

PTFE 침지 히터가 주변 온도를 읽고 있거나 히터가 정상임에도 빠르게 변동하고 있습니다. 종종 원인은 불량한 열전대입니다. 이러한 센서의 일반적인 오류 모드를 이해하면 문제 해결 속도가 빨라지고 프로세스가 다시 온라인 상태로 전환됩니다. PTFE 침지형 히터 시스템에서 열전대 고장의 일반적인 근본 원인은 개방 회로, 드리프트 또는 외장 단락입니다. 각 모드에는 고유한 증상이 있으며 특별한 진단 접근 방식이 필요합니다.

개방 회로.
열전대 와이어나 접합 자체가 물리적으로 끊어지면 개방 회로가 발생할 수 있습니다. 현장 경험에 따르면 열전대 접합부 또는 와이어를 따라 부식되면 시간이 지남에 따라 재료 성능이 저하되는 것으로 나타났습니다. 와이어 파손은 또한 유체 흐름이나 펌프 작동에 노출되는 침지식 히터 어셈블리에서 흔히 발생하는 진동으로 인한 기계적 피로의 결과입니다. 대부분의 경우 열전대가 PTFE 외장에서 빠져나오는 지점이나 연결 상태가 제대로 유지되지 않는 지점에서 파손이 발생합니다.

이 개방 회로는 컨트롤러를 대규모 소진 상태(전체 규모 판독)로 유도하거나 일부 구성에서는 소규모 소진 상태로 만듭니다. 히터가 계속해서 전류를 공급하는 동안 컨트롤러는 즉시 경고합니다. 이는 온도가 일반적인 작업 범위를 훨씬 벗어났다는 것을 알려주는 신호입니다. 저항 측정으로 결함이 확인됩니다. 좋은 열전대는 몇 옴(일반적으로 J 또는 K 유형의 경우 20옴 미만)을 나타내며 개방 회로는 무한한 저항을 나타냅니다.

경향
표류 열전대의 진단은 개방 회로보다 좀 더 섬세할 수 있습니다. 드리프트는 컨트롤러가 실제 프로세스 온도와 약간 다른 온도를 표시하게 하는 열전대의 기전력(EMF) 출력의 꾸준한 변화입니다. 이 오류는 시간이 지남에 따라 누적되어 프로세스 품질이 저하될 수 있습니다.

PTFE 침지 히터 적용 분야의 드리프트는 여러 가지 이유로 발생합니다. 합금 와이어는 산화되기 쉽습니다. 특히 황이나 환원 분위기에서 K형 열전대는 더욱 그렇습니다. PTFE 층 - 아래에 금속 피복 설계를 사용하는 경우 미네랄 단열재 -에 수분이 유입되면 EMF를 변경하는 션트 결함이 발생합니다. 또한 PTFE 층에 침투하거나 손상시키는 공격적인 공정 유체에 의한 PTFE 층의 화학적 오염으로 인해 드리프트가 가속화됩니다.

현장 경험에 따르면 표류 열전대는 종종 기본적인 연속성 검사를 통과하지만 정확도 검증에는 실패하는 것으로 나타났습니다. 제어된 테스트를 수행하려면 안정된 온도가 알려진 욕조(고도에 따라 0C의 얼음 욕조 또는 100C의 끓는 물)에 센서를 넣고 밀리볼트 출력을 기존 열전대 테이블과 비교하십시오. 드리프트 증명은 허용된 허용 오차(예: 표준-등급 센서의 경우 ±2도)를 넘어서는 모든 변경 사항입니다.

피복(접지 접합) 단락
또 다른 일반적인 고장 모드는 열전대 와이어와 금속 피복 사이의 예상치 못한 전기 채널입니다. 잘 설계된 -접지형-접합 열전대에서는 더 빠른 응답을 위해 하나의 접합점이 의도적으로 외장에 연결됩니다. 그러나 절연 파괴, 마모 또는 PTFE 파손으로 인해 와이어가 두 번째 위치에서 외장에 닿으면 평행 접합이 형성됩니다.

이러한 병렬 연결로 인해 평균 온도 판독값은 실제 공정 온도도 아니고 원하는 접합점의 온도도 아닙니다. 컨트롤러는 믿을만한 값을 제공할 수 있지만 실제 상황과 일치하지 않습니다. 눈에 띄는 증상은 진동이 발생하거나 히터를 재배치하는 경우 온도 판독값이 예기치 않게 변경된다는 것입니다. 각 열전대 와이어에서 피복까지의 저항을 측정하고 낮은 저항 값(단일 지점 연결 제외)을 찾아 원하지 않는 단락이 있는지 테스트할 수 있습니다.

PTFE 침수형 히터 시스템의 열전대 오류를 진단하는 방법
체계적인 진단 기술은 가동 중단 시간과 작동 중인 히터의 불필요한 교체를 줄여줍니다. 열전대가 불량하다고 생각되면 다음과 같이 해야 합니다.

육안검사
프로세스의 첫 번째 부분은 열전대와 배선을 시각적으로 종합적으로 평가하는 것입니다. 연결 단자의 부식 징후, PTFE 피복의 변색, 굽힘 및 클램프 주변의 기계적 성능 저하를 확인하십시오. 느슨한 단자 나사나 커넥터 핀은 상당히 자주 발생하며 쉽게 고칠 수 있습니다.

저항 체크
저항을 측정하려면 디지털 멀티미터를 옴 단위로 설정하세요. 열전대는 몇 옴을 읽어야 하며, 일반적인 유형 J 및 K 센서의 경우 일반적으로 20옴 미만입니다. 개방 회로(무한 또는 과부하 판독값)는 와이어가 손상되었거나 접합부가 부식되었음을 의미합니다. 접지된-접점 유형에서 열전대 와이어와 피복 사이의 0 또는 0에 가까운 옴 판독값은 피복의 부주의한 단락을 암시할 수 있지만 의도적인 접지의 단일 지점은 정상입니다. 해당 채널의 저항은 매우 낮지만 일관되어야 합니다.

밀리볼트 출력 측정
드리프트를 진단하기 위해 열전쌍을 컨트롤러에서 분리하고 해당 밀리볼트 출력을 알려진 기준 온도에서 모니터링합니다. 얼음 욕조(0도/32도 F)는 유형 J 및 K에 대해 일정한 0mV 기준을 제공합니다. 100도(212도 F)에서 유형 J는 ~5.27mV, 유형 K는 ~4.10mV를 생성합니다. 센서에 게시된 허용 오차보다 큰 편차는 드리프트를 나타냅니다. 이 테스트에서는 센서가 움직이거나 가열될 때만 나타나는 간헐적인 열림도 감지합니다.

결론
PTFE 침지식 히터 열전대의 세 가지 주요 고장 모드는 부식이나 진동으로 인한 개방 회로, 습기 침투나 산화로 인한 드리프트, 절연 파괴로 인한 외장 단락입니다. 각 모드에는 특징적인 반응이 있습니다. 개방 회로는 단선을 일으키고, 작은 오프셋은 드리프트를 생성하며, 단락-~-시스 결함은 예상치 못한 평균 값을 생성합니다. 육안 검사, 저항 측정 및 밀리볼트 출력 테스트는 근본 원인을 정확하게 식별하기 위한 체계적인 진단 접근 방식을 제공합니다. 정기적인 열전대 교정 및 검사를 통해 예상치 못한 고장을 방지하고 공정 품질을 유지하며 주요 가열 응용 분야에서 계획되지 않은 가동 중지 시간을 방지할 수 있습니다.