热电偶检维修作业指导书

1 总则

1.1编写目的

1.1.1为规范北海炼化电仪中心对于热电偶的日常维护和大修检修作业行为。

1.1.2 为有利于检修方提高检维修工作效率，确保检维修工作质量，避免检维修作业中的错误与失误，强化维修人员的故障处理能力，提供完善、标准、规范的检修作业程序。

1.1.3 为有利于检修资料归档。

1.2 适用人员

本作业指导书为所有北海炼化电仪中心仪表作业人员所共同遵守的质量保证程序。

2  适用范围

适用于中国石化北海炼化有限责任公司对热电偶的日常维护、故障处理、检修等作业。

3 人员要求及职责分工

3.1 作业人员职责

3.1.1 日常作业人员职责

  对本人所辖设备的健康运行、稳定运行负责，保证管辖设备的日常维护工作，保证管辖设备的故障及时消除。

3.1.2 监护人员职责

  监护人应是具有相关工作经验，熟悉设备情况和相关规定的人员， 监护人必须清楚工作的内容、目的和要求，以及可能需要采取的安全措施情况。

3.1.3作业质量验收人职责

  保证质量监督的有效工作，负责质量事故的处理,建立质量保证体系。

3.2 作业人员要求

   必须是持有北海炼化有限责任公司仪表工种上岗证的职工或得到北海炼化有限责任公司认可的有相关资质的维保单位，同一项工作的参加人员不少于两人，监护人员不少于一人。

4 工器具及备件材料准备及要求

4.1 检修所需测量用具准备

5.1 技术要求

5.1.1 确保热电偶在日常维护及大修的检修全过程无不安全因素发生。

5.1.2 确保热电偶检修项目的验收率、合格率为100％。

5.2 质量标准

1.图纸、设备说明书等设计文件；

2.石油化工仪表工程施工技术规程SH/T3521-2007；

3.自动化仪表工程施工质量验收规范GB50131-2007；

4.石油化工仪表供电设计规范 SH/T3082-2003；

5.石油化工仪表接地设计规范 SH/T3081-2003；

6.石油化工工程施工及验收统一标准SH3508-2011；

应执行的技术标准包括但不限于上述所列标准规范，相关标准规范如有更新，按最新颁布的标准规范参照执行。

6 作业风险危害识别及安全措施

7.1概述

   热电偶简介

在温度测量中，热电偶是一种广泛使用的测温元件，它具有结构简单、使用方便、测量范围宽、便于远距离传送和集中检测等优点。热电偶是利用两种不同材料相接触而产生的热电势随温差变化的特性来测量温度的。按国家规定，自1988年起各类型热电偶温度计按IEC国际标准使用。

7.2  主要技术标准

7.2.1 测温范围及精度见表1所示。

7.2.2 热电偶时间常数根据热惰性级别的不同，分为90～180秒、30～90秒、 

10～30秒和〈10秒等几种。  

                           表1  热电偶的测温范围及精度

7.2.3  绝缘电阻：在空气温度为15～35℃和相对湿度＜80%的情况下，热电偶与其保护套管之间的绝缘电阻应不小于5MΩ（100V）（接地型除外）。

7.3  检查校验

7.3.1  检查

7.3.1.1  外观检查：热电偶的热接点应焊接牢固，表面光滑、无气孔、无明显的缺损及裂纹，焊接的形状应符合图1  A、B、C的要求，焊点直径不超过热电偶丝直径的两倍，热电偶的瓷管、绝缘层、保护套管、接线座、垫片及头盖，应完好无缺。

图1   热电偶接点形式

7.3.1.2  对于使用中的热电偶应定期检查其热电特性，检定周期一般为3～5年。重要的及特殊使用的场合，按实际需要定期检查。

7.3.1.3  保护套管一般4～5年检查一次，对于安装在腐蚀及磨损严重部位的保护套管，停工检修期间均应检查 。使用于2.5MPa以下的保护管应能承受1.5倍的工作压力而无渗漏，用于高压容器的热电偶保护套管使用前应经探伤或拍片检查，达到二级合格标准。

7.3.2 校验

7.3.2.1 校验仪器与设备：

a.三等标准铂铑－铂热电偶1支

b.不低于0.05级的直流低阻电位差计1套

c.管形电炉1台

d.精密温度控制器1台

e.冷端温度恒温槽1台

7.3.2.2  校验方法

a.热电偶校验按图2进行。

图2  校验接线图

1－精密温度控制器；2－管形炉；3－不锈钢柱体；

4－三等标准铂铑－铂热电偶；5－冷端温度恒温槽；

6－铜导线；7－开关；8－UJ36电位差计或标准数字毫伏电压表

b.将标准热电偶置于不锈钢柱的中心孔，而被校热电偶分布在其周围的小孔内，以取得均匀的温度场。不锈钢柱应置于电炉的中心，炉孔的两端用石棉或玻璃棉封住。铂铑－铂热电偶应用一端封闭的石英管或瓷管作保护，以免铂铑－铂热电偶被污染变质而降低精度。

c.冷端恒温槽中应放适量的冰水混合物，各热电偶的冷端集中成束，插入恒温槽中心的玻璃试管中，深入水中部分不小于100㎜，同时用0.1或0.2分度的水银温度计观察冷端温度。

d.恒温从300℃开始校验（以铂铑－铂热电偶为例），直到最高工作温度为止。校验点必须包括常用工作温度，至少校验3点，若使用温度在300℃以下时应增加一个100℃检定点。

e.当电炉温度达到校验点温度±3℃范围中任一稳定值时可以开始测量热电势，先测量标准热电偶，然后测量被校热电偶。需要时再复测，相邻两次测量温度变化值≤0.3℃，记录这两次测量值，再按升温、降温、（上、下行）测定,共为四个测量值，取其平均值为最后结果。

f.冷端温度非0℃值时，同时应读取冷端温度，用以校正。

7.3.2.3  冷端非0℃值时，应按下式计算：

  标准热电偶电势：

= +                     公式1

  被校热电偶电势：

=+                         公式2

           式中：t—被校点温度；

                 —冷端实际温度；

    ,—分别为实测热电偶电势平均值；

,—时从热电偶分度表中查得的电势。

7.4  使用和维护

7.4.1 按照被测介质的特性及操作条件，选用合适材质、厚度及结构的保护套管和垫片。

7.4.2  热电偶安装的地点、深度、方向和接线应符合测量技术的要求，并便于维修检查。

7.4.3  在使用热电偶补偿导线时，必须注意型号相配，极性正确，热电偶与补偿导线接头处的环境温度最高不应超过100℃。

7.4.4  使用于0℃以下的热电偶，应在其接线座下灌蜡密封，使其与外界隔绝。

7.4.5  热电偶首次使用前，必须经过一定的技术检验，确认合格后方可使用。

7.5  检修

7.5.1  热电偶的保护套管如有损坏，可按原结构要求进行修理或更换。

7.5.2  热电偶的电极修理。

7.5.2.1  廉价金属热电偶若工作端损坏时，可将工作端剪掉一段重新焊接起来使用。也可以将热电偶的工作端和自由端对调焊接使用。若中间断裂、损坏严重的热电偶则必须更换。

7.5.2.2  铂铑－铂热电偶在氧化性环境中工作可靠，但金属的蒸汽和碳对铂有害，特别是还原性气体中危害更大。因此，使用中遇到有害气体时必须将热电偶隔离。铂铑－铂热电偶表面有轻度和中度损坏时，应进行清洗和退火，其方法如图3所示。清洗前，用30％～50％的溶液将电极洗涤1小时，再用蒸馏水冲洗，然后使两极倾斜（约30°）分开接入线路,用调压器调整加热电流为10.5～11.5A（热电极Φ0.5mm）,用光学高温计测量电极的加热温度约为1100～1150℃时，用硼砂多次清洗电极，直到电极发白并出现金属光泽为止。然后，仍恒定加热电流（10.5～11.5A）1小时进行退火处理。最后用蒸馏水蒸煮及冲洗电极，去掉残留的硼砂。

图3热电偶修理接线示意图

1－热电偶；2－可变电阻器；3－电流表