КИП и Я — записки киповца » термопары

Несу я, значит, в руках на установку три платиновые термопары. Слышу звук вжжжжик — керамики по металлу. Смотрю, из одной термопары полез внутренний керамический кожух наружу (из внешнего кожуха). Думаю, ну вот — приехали. Еще одну прийдется покупать — а они не особо дешовые…

Развернулся и пошел назад. Аккуратно вытянул керамический кожух — спай болтается (горячий), вроде целый. На выпавшем куске кожуха отчётливо видно место контакта внутреннего и внешнего кожуха, окисел и на месте разлома явные трещины капилярные.

Мультиметром промерял сопротивление проволочки — значение адекватное. Следовательно пострадал только керамический внутренний кожух. Решил аккуратно всё разобрать и попробовать собрать ее сам. Позвонил поставщику термопар и попросил привезти мне метровый керамический кожух, тот пообещал на следующий день доставить.

Зажал внешний нержавеющий конец кожуха термопары в тиски. Пораскинул мозгами, что если крутану — то прокручу там все внутренности и точно вся проволока перервётся. Откинул крышку, открутил керамический клемник и аккуратно вытянул внутренности. А затем уже спокойно сдёрнул крышку и отвинтил с внешнего кожуха с помошью накидного ключа большого размера =)


Из выбитых из кожуха кусков керамики всё стало ясно. На головке термопары конденсат соединялся с серой в среде и образующаяся серная кислота стекала потихоньку между кожухами, минуя асбестовый шнур. В месте контакта кожухов в самом слабом месте (очевидно где было максимльное содержание примесей железа в керамике, хотя скорее всего тут проходила температурная граница — выше обдувалось воздухом, а ниже — объект) началось капилярное разрушение внутреннего керамического чехла.

На следующий день привезли мне трубку керамическую. Но выяснился один маленький неприятный момент — у нее с двух сторон отверстия. Следовательно мне нужно его заделать с одной стороны…  Поузнавал у умных — говорят их автогеном сплавляют. Завтра буду химичить…

Долго не писал. Предприятие, собственно говоря, какое-то время не работало. Экономический кризис, однако… Но хорошего понемногу и вскоре предстоит запуск завода.

По этому поводу озаботился поиском недостающих термопар. Расчехлил страничку с записями о поставщиках термопар и начал обзвон. По ходу, как обычно, выяснилось многое, на что раньше не обращал внимание.

Разброс цен на платиновую ПП термопару у разных производителей составялет около 250$ (Термопара ПП(S) 1000 мм.) Это при том, что с прошлого лета цена на платину упала в 2 раза а на родий больше чем в 10 раз.

Колебания цены на родий за годКолебания цены на платину за год

Еще решил посмотреть разницу цен на ТХА термопары в кожухах из разного материал.  Всмысле, есть участки, на которых температура не превышает 600 градусов, а есть участки, где заведомо выше 600 — до 1000 градусов. Соответственно у вторых погружная часть производится из другой стали.

Так вот, некоторые производители сразу спрашивают, какой длины делать погружную часть. А некоторые не спрашивают… Задал вопрос тем, кто не спрашивает — ответили, что делают в процентном соотношении 40% погружной части от длинны кожуха.

Платиновые термопары готовые никто не хранит и это понятно, глядя на их цену и понимая разнообразие видов готовых термопар. Срок изготовления как обычно 2-3 недели.

Выбор же остановил на термопарах одного знакомого человека, который помогает уже давно в подобных вопросах. Его связи позволяют получить термопары в короткий срок и по бросовым ценам. Видимо, знает места, где их много =)

В данный момент времени провожу подготовку к пуску производственной линии. Там среди прочего стоит 4 платиновые термопары, одна из которых сломана физически, а у оставшихся проблемы с внешним защитным кожухом металлическим.

Для любознательных — платиновая термопара, она же ПП, или платино-платиновая состоит из двух проволочек, один из которых чисто платина, а вторая (положительный контакт) с примесью родия, в моём случае — 13% родия  у термопары ПП(S)

Если прийдется разбирать — то проволочка, которая с родием жесче на ощупь. И по моим наблюдениям темнее (не так блистит). Так же простой метод определения чистоты платины (грубый тест на химические включения) накалить проволоку пламенем от зажигалки — после остывания чистая платина будет блестеть.

Так выглядит ТПП(S) и преобразователь

Так выглядит ТПП(S) и преобразователь

Термопары эти в двойном корпусе. Первый керамический, второй металлический. Одно время нужно было делать замеры на точках портативной термопарой. А для этого приходилось вытягивать ППшки эти. Походу от дергания туда сюда (читай быстрого цикла охлождени-нагревание) у металлического кожуха поотлетали приваренные пятаки на концах термопар. Теперь прийдется их как-то заваривать, до установки обратно в среду.

А всем на заметку, если есть необходимость вытягивания термопары с мета работы — это желательно  делать очень медленно. При покупке платино-родиевых термопар производитель мне долго рассказывал, о скорости нагрева ТПР. Большие температуры требую плавности и нежности. Термопары то дорогие…

Как и обещал, по получении показываю как оно выглядит чудо ювелирной техники — Платино-родиевые термопары. Ожидание увидеть «что-то такое» обломилось. ТПР внешне выглядят абсолютно точно так-же, как и все другие термопары. 

Нержавейка внешний корпус, керамика внутренний. Металлическая головка. Подвезли четыре таких ящичка. Всё цивильно запакованно, попарно склеены скотчем, на наконечниках керамическх одет мягкий паралонистый материал. Мне почему то напомнили эти ящики поставку оружия =)  По цене по крайней мере похоже…

За четыре ящика платинородиевых термопар можно взять пару лексусов. Рыночная стоимость их приближается к 100 000$

Всё это дело в ожидании установки сгрузил на склад, настращав кладовщицу, чтоб глаз с них не спускала…

Киповец должен обладать некоторыми качествами, помогающими ему в работе. Главное —  он должен быть внимательным. Не зря меня ругали в школе за невнимательность. Качество полезное.

На одном блоке оборудования у меня стоит 12 каналов измерения температуры. Заведены с датчиков провода в допотопный СССРовский с самописцем. В редукторе который переключает каналы стёрлась шестерня. Погонял по мастерским — никто не взялся. На местном железячном рынке нашел похожие, но нужной не было.

Тогда решил приделать ко всем этим проводам коммутацию на галетнике или тумблерах (чтоб по 1му каналу за раз комутировать в разьем USB) а разъем этот уже воткнуть в Теровский прибор, который умеет с разных типао термопар сигнал принимать.

Купил кнопочек, плату, развёл ее… И тут меня в беглом разговоре один дядя привёл к мысли что там датчики не термопары, а термосопротивления. Вот так я и прощелкал основной момент =) А можно было залезть к датчикам и почитать внимательно надписи на крышечках….

термопары и термосопротивления

термопары и термосопротивления

Ну ничего. Куплю наверное какой нибудь одноканальный измеритель для ТСП и таки доделаю задумку.

Дорогие читатели — будьте внимательны в работе!!!  =)

Для новых производственныйх мощностей нужны нове средства измерений. В данный момент мне понадобилась покупка платино-родиевых термопар в количестве около 40 штук. Сумма тут сразу понятно немалая, поэтому старая школа компьютерной фирмы подсознательно заработала.

Сначала нашел всех производителей, которые работают с данными материалами. Т.е. с платино родиевой проволокой. Оказалось, что достаточно не много заводов производит данную продукцию. А конкретнее — (в данный момент рассматриваю заводы, географически расположенные на Украине)

1. Термопрылад (Львов). Серьезный производитель, пользуюсь ихними преобразователями на производстве. Заявили, что скидка на термопары из благородных сплавов невозможна. Чем удивили. Ну они типа монополисты — в своей области. Типа микро$офт.

2. Электротермометрия (Луцк).  Удивили широкой сетью представителей по регионам. Ценой и сроками не удивили по сравнению с термоприладом. Также, паренек из регионального представительства уточнил по поводу скидки, что если Вы возьмете без скидки (по цене №1) то возможна денежное поощрение наличными (сумма прилогается). Это, кстати является обычной практикой, при заказе дорогостоящих железок.

3. ТЭК-1. (Киев) Контора (хе-хе вобщето завод наверное) серьезная. Широкой поддержки в интернет не нашел. Связи к ним привели. Дали самые недорогие цены на термопары. Плюс пообещали скидку от опта 3-5%. Что на суммах 80-90 тысяч долларов достаточно серьезная сумма.

4. И опять таки выплывает большой друг завода. Который пояснил, что можно взять эту проволоку платино-родиевую на заводах (совсем по цене не термопар) и передать ее на производство третьей фирме (которая из проволоки может делать эти термопары и имеет на это все бумаги). И потом цена получается гораздо дешевле любой заводской. Так и вышло. Экономия 15-20 тысяч долларов налицо приятна всем. При сохранении НСХ,  паспартов, гарантии и т.д. на термопары.

Проектант сказал, что он не против такого расклада — только нужно, чтоб тот, кто будет делать термопары предоставят таблицы градуировочные. На каждую термопару.

А термопары нужны следующие — ТПР 1788 ТУ 25-7363.043-90, рабочий диапазон измеряемых температур от +600 до +1600 градусов цельсия, НСХ преобразования согласно ГОСТ 3044-94-S, класс 2, длина погружной част от 1250 до 1600 мм. Причем как выяснилось, стандартные значения длин есть 1250 и 1600 мм. А 1450 мм. не является стандартной. Оди из производителей заявили, что она (1450 мм) получится дешевле (корундовый корпус как никак), а другие производители заявили, что негостированный корпус — это плюс к цене термопары полюбому. Странно, однако….

Поискал по гугл имагес такую термоапру и не нашел. Ну куплю — выложу фотки. Заходите =)

Основные значения термо-ЭДС стандартных термопар.

Градуировочные характеристики преобразователей (свободные концы ТП при 0°С)

Номинальные статические характеристики преобразования, термо-ЭДС, мВ

Стан-   ДСТУ ДСТУ ДСТУ ДСТУ ДСТУ ГОСТ   ДСТУ ГОСТ
дарт ANSI IEC IEC IEC IEC IEC,D   ANSI IEC  
ТП   ТМК ТМКн ТЖК ТХКн ТХК ТХК68   ТХА ТХА68
Т°С M M Т J E L   P K  
-200   -6,151 -5,603 -7,890 -8,825 -9,488 -9,488   -5,891 -5,892
-150   -5,112 -4,648 -6,500 -7,279 -7,831 -7,831   -4,913 -4,914
-100   -3,718 -3,379 -4,633 -5,237 -5,641 -5,641   -3,554 -3,553
-50 -1,732 -2,002 -1,819 -2,431 -2,787 -3,004 -3,004   -1,889 -1,889
0 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000
50 1,951 2,254 2,036 2,585 3,048 3,306 3,350 1,575 2,023 2,022
100 4,091 4,725 4,279 5,269 6,319 6,861 6,898 3,300 4,096 4,095
150 6,381   6,704 8,010 9,789 10,624 10,624 5,154 6,138 6,137
200 8,777   9,288 10,779 13,421 14,561 14,570 7,115 8,138 8,137
250 11,225   12,013 13,555 17,181 18,643 18,690 9,163 10,153 10,151
300 13,663   14,862 16,327 21,036 22,843 22,880 11,281 12,209 12,207
350 16,002   17,819 19,090 24,964 27,135 27,130 13,454 14,293 14,292
400 18,181   20,872 21,848 28,946 31,491 31,480 15,667 16,397 16,395
450 20,399     24,610 32,965 35,888 35,870 17,905 18,516 18,513
500 22,703     27,393 37,005 40,300 40,270 20,158 20,644 20,640
550 25,095     30,216 41,053 44,710 44,670 22,414 22,776 22,772
600 27,574     33,102 45,093 49,107 49,090 24,663 24,905 24,902
650 30,135     36,071 49,116 53,485 53,480 26,895 27,025 27,022
700 32,769     39,132 53,112 57,841 57,820 29,101 29,129 29,128
750 35,470     42,281 57,080 62,169 62,120 31,272 31,213 31,214
800 38,228     45,494 61,017 66,442 66,420 33,406 33,275 33,277
850 41,036     48,715 64,922     35,502 35,313 35,314
900 43,884     51,877 68,787     37,556 37,326 37,325
950 46,768     54,956 72,603     39,565 39,314 39,310
1000 49,680     57,953 76,373     41,529 41,276 41,269
1050 52,617     60,890       43,443 43,211 43,202
1100 55,574     63,792       45,308 45,119 45,108
1150 58,549     66,679       47,123 46,995 46,985
1200 61,537     69,553       48,887 48,838 48,828
1250 64,530             50,599 50,644 50,633
1300 67,523             52,258 52,410 52,398
1350 70,511             53,863 54,138  
1400 73,503                  

1. P — Platinel 5355 — Platinel 7674. C — Tungsten 5% Rhenium — Tungsten 26% Rhenium

2. НСХ ТСС(I) близка к ТХА(К), с диап. 0-800 С. НСХ ВР(А)-1 находится между (А)-3 и (А)-2 для диап. 0-1800 С, отличие 0,3%.

3. Термопары R, S, ТПП13, ТПП10 и ТПП68 не требуют компенсации свободных концов.

4. Стандарты: IEC — IEC584, DIN IEC584, ANSI — ANSI/ASTM, D — DIN43710, ДСТУ — ДСТУ2837-94, ДСТУ2857-94, ГОСТ — ГОСТ6616-68.

Врала у меня одна термопара. Старая термопара ТХА типа в керамическом корпусе.
Выведена она на микроловсикй прибор-регулятор МТР-8. Очень такой продвинутый приборчик микропроцессорный. Украинский производитель, находятся в Ивано-Франковске.

Регулятор МТР-8

Возле объекта измерения рядом с термопарой разумеется стоит преобразователь, который термо-ЭДС термопары преобразует в токовое значение 4-20 мА.

Калибруется термопара в приборе в ручную. Количество точек линеаризации 0. Т.е. по начальному и конечному значению (от 0 до 800 градусов).
Для того, чтобы убедится что связка прибор-преобразователь не врут нужно откинуть контакты термопары от преобразователя и закоротить их коротким проводником. Этим мы эмулируем подачу на измерительный преобразователь нуля градусов цельсия. Т.к. по таблице значений термо-ЭДС стандартных термопар при нуле градусов с термопары ничего не выдается — т.е. вольтметр на отключенной термопаре в ледяной воде должен показать 0.
Если закороченный преобразователь показывает на приборе 0 — то все в порядке (делаем вывод что проблема с термопарой). Если показывает к примеру 10, то нужно скомпенсировать эти 10 градусов в приборе с обратным знаком (т.е. начальную точку нужно с нуля опустить на -10).