摘 要:發動機燃氣溫度測量大多數采用K型熱電偶傳感器,燃氣溫度為發動機重要監控參數,熱電偶的質量直接影響到發動機的使用安全,此熱電偶故障具有典型性,指導熱電偶的質量和可靠性改進。
1 故障描述
某熱電偶在使用過程之中,出現顯示溫度指示異常,溫度指示不穩定,在00~1000℃之間隨機跳變。
2 結構與功能簡介
K型熱電偶作為一種溫度傳感器,K型熱電偶通常和顯示儀表,記錄儀表和電子調節器配套使用。K型熱電偶可以直接測量各種生產中從0℃到1300℃范圍的液體蒸汽和氣體介質以及固體的表面溫度。
K型熱電偶通常由感溫元件、安裝固定裝置和接線盒等主要部件組成。
K型熱電偶是目前用量最大的廉金屬熱電偶,其用量為其他熱電偶的總和。K型熱電偶絲直徑一般為1.2~4.0mm。
正極(KP)的名義化學成分為:Ni:Cr=92:12,負極(KN)的名義化學成分為:Ni:Si=99:3,其使用溫度為-200~1300℃。
熱電偶根據偶頭感應的溫度產生一個熱電勢,其熱電勢與溫度的對應關系符合GB2614-85中K分度的要求。熱電偶的測量溫度范圍為0~1000℃,常用工作溫度范圍0~800℃。
3 故障分析
3.1 建立故障樹
對故障現象進行了確認和分析,熱電偶斷路故障由發動機因素包括超溫使用、異物打傷和熱電偶自身問題引起,基于以上分析建立故障樹如下圖1
3.2 故障樹排查
經檢查發動機試驗數據,除發動機未超溫,可排除該底事件。
經孔探檢查壓氣機、導向器、壓氣機、擴壓器、火焰筒無異常,排除發動機內部異物打傷的底事件。
熱電偶本身故障不能排除。
4 熱電偶檢查情況
熱電偶外觀檢查發現測量端偶絲牢固可靠無異常,固定瓷管未發生斷裂現象,各連接部位可靠無其他任何外觀缺陷,更沒有影響傳感器功能性的明顯外觀損傷,對傳感器偶頭部位進行分解,發現焊接點存在異常,焊接部位存在虛焊現象,焊接強度不滿足設計要求。
5 故障分析結論
通過上述檢查和分析,確認故障原因是偶頭焊接不良,在振動環境下導致傳感器斷路。
參考文獻:
[1]XX型熱電偶傳感器技術規范
[2]王桂榮,李憲芝 傳感器原理及應用 中國電力出版社 2010
作者簡介:
朱志敏(1982.3-)男 江蘇常州人 南京航空航天大學 本科生