ترموکوپل چیست و چرا تعمیر آن مهم است؟
ترموکوپل ها زیر مجموعه سنسورهای دما محسوب میگردند که با استفاده از دو فلز متفاوت و اصل ترموالکتریک، تغییرات دما را به سیگنال های الکتریکی تبدیل می کنند. در صنایع مختلف از جمله نفت، گاز، پالایش، پتروشیمی، خودرو سازی، آهن و فولاد، شیمیایی و … جفت های حرارتی نقشی حیاتی در پایش دما و کنترل فرآیندها دارند.
اما همانند سایر تجهیزات، ترموکوپل ها نیز با گذشت زمان در معرض عواملی مانند:
سایش و خوردگی
آلودگی محیطی
دمای بالا
ارتعاشات مداوم
قرار گرفته و نیاز به تعمیر یا تعویض پیدا می کنند. تعمیر کردن درست این حسگرهای دما می‌تواند هزینه های نگهداری را به طور قابل توجهی کاهش داده و دقت و عملکرد این تجهیزات کاربردی را بهبود بخشد.
دلایل عمده خرابی ترموکوپل صنعتی
در این بخش به عوامل عمده که باعث خرابی ترموکوپل می شوند و نحوه شناسایی و رفع عیوب آنها می پردازیم:
ترموکوپل ها به دلیل قرار گرفتن در معرض دماهای بالا و محیط های خورنده مانند محیط های حاوی گازهای خورنده یا مایعات اسیدی، دچار سایش و خوردگی می شوند.
وجود ذرات ریز، گرد و غبار یا مواد شیمیایی می تواند به ایجاد لایه ای بر سطح سنسور دما منجر شود که انتقال حرارت را مختل می کند.
خمیدگی یا شکستگی کابل ها و کانکتورها از دیگر دلایل متداول خرابی حسگرهای دما است.
در برخی موارد، عایق کاری نامناسب در محل نصب حسگر دما باعث نشت حرارتی می شود و دقت اندازه گیری را کاهش می دهد.
روش های تعمیر ترموکوپل صنعتی
تعمیر ترموکوپل صنعتی یک فرآیند چند مرحله ای است که نیاز به دانش فنی و تجهیزات خاص دارد. در ادامه مراحل و نکات مهم تعمیر این تجهیزات توضیح داده شده است:
1. ارزیابی اولیه و تشخیص مشکل
تست اتصال کوتاه: بررسی وجود اتصال کوتاه در سیم و کابل ها.
بررسی خوردگی: تشخیص سایش یا خوردگی در نقاط اتصال فلزی.
اندازه‌گیری مقاومت: بررسی مقاومت سیم ها برای تشخیص سلامت مدار داخلی.
2. تعویض سیم های داخلی
در صورت آسیب دیدن و خرابی سیم‌های داخلی جفت حرارتی، از سیم های جایگزین با جنس و کیفیت مشابه استفاده می شود. انتخاب سیم مناسب (مانند سیم K یا J) بر اساس نوع حسگر دما اهمیت فوق العاده بالایی دارد.
3. تمیز کردن و بازسازی نقاط اتصال
استفاده از ابزارهای خاص به منظور از بین بردن آلودگی ها و اکسیداسیون از نقاط اتصال فلزی.
4. تعویض غلاف محافظ
غلاف محافظ (Protection Tube) ترموکوپل که در معرض خوردگی یا شکستگی قرار گرفته، تعویض می گردد. استفاده از غلاف های محافظ با متریال مقاوم مانند اینکونل یا سرامیک‌های خاص توصیه می گردد.
5. عایق‌بندی و بازسازی کانکتورها
کانکتورهای آسیب دیده تعویض شده و نقاط اتصال به‌طور کامل عایق بندی می شوند تا از نشت دمایی جلوگیری گردد.
6. کالیبراسیون مجدد سنسور دما
پس از اتمام تعمیر، کالیبراسیون دقیق حسگر دما ترموکوپل به منظور اطمینان از صحت دقت اندازه گیری انجام می گردد. این کار معمولاً با استفاده از دستگاه های استاندارد دمایی انجام می شود.
چگونه از خرابی ترموکوپل پیشگیری کنیم؟
انجام بازدیدهای منظم بخشی فنی شرکت به منظور شناسایی و رفع مشکلات احتمالی.
در پروسه های فرآیند صنعتی، غلاف هایی از جنس سرامیک با آلیاژهای مقاوم استفاده کنید. حتی می توانید از غلاف های محافظ سنسور دما (ترمووِل) به منظور حفاظت از سنسورهای دما در برابر فشار و خوردگی استفاده کنید.
ترموکوپل ها را به صورت دوره‌ای کالیبره کنید تا دقت آنها حفظ گردد.
اطمینان حاصل کنید که جفت حرارتی در معرض ارتعاشات شدید یا آلودگی قرار نداشته باشد. زیرا باعث ایجاد مشکلات جدی می شود.
نکاتی طلایی در مورد حفاظت و افزایش طول عمر سنسورهای ترموکوپل
یکی از مِتُدهای جدید به منظور بهبود دوام سنسورهای Thermocouples، استفاده از پوشش های ضد خوردگی مانند پوشش های PVD (رسوب فیزیکی بخار) است. این پوشش ها مقاومت در برابر اکسیداسیون و مواد شیمیایی را افزایش می‌دهند.
برخی شرکت های پیشرفته از روش های بازیافت برای استخراج فلزات گران بها مانند پلاتین از سنسورهای مستعمل استفاده می کنند. این روش هم به صرفه جویی اقتصادی کمک می کند و هم از لحاظ زیست محیطی اهمیت فوق العاده بالایی دارد.
با پیشرفت فناوری‌های IoT، برخی از جفت های حرارتی به سنسورهای هوشمند مجهز شده اند که می توانند علاوه بر سنجش دقیق دما، شرایط محیطی و سلامتی خود حسگر را نیز به شما گزارش دهند.