Quali sono i difetti più comuni delle termoresistenze al platino con scatola di giunzione con flangia fissa?

Molte situazioni di misurazione della temperatura industriale che coinvolgono alte temperature, alte pressioni e mezzi corrosivi utilizzano termometri a resistenza al platino del tipo con scatola di giunzione montata su flangia fissa-, come la serie WZP-430. Questo perché sono molto robusti e sigillano bene. Non falliscono così spesso come le varietà filettate, ma hanno maggiori probabilità di fallire nel loro insieme poiché non possono compensare lo spostamento. Ciò è dovuto allo stress termico, al cedimento delle guarnizioni e allo stress di installazione. Secondo lo standard IEC 60751:2022 e gli esempi del settore, i problemi più tipici possono essere raggruppati in quattro gruppi principali:




I. Guasto all'isolamento elettrico: ingresso di acqua nella scatola di giunzione e ossidazione del terminale



Un improvviso calo della resistenza di isolamento (<10MΩ) is most often caused by the seal on the junction box getting old, bolts coming loose, or the weather cover being missing. Moisture gets in through the wires, which causes the copper sheets on the terminals to oxidize and the insulation layer to carbonize. This can cause signal changes or short circuits.



Deriva anomala della resistenza: quando l'acqua si raccoglie nel tubo protettivo o la polvere si accumula nella scatola di giunzione, si forma un percorso conduttivo. Ciò fa sì che il valore della resistenza Pt100 vari rispetto alla curva standard (ad esempio, 107,79 Ω ± 0,1 Ω a 20 gradi), il che porta a un'imprecisione di controllo.



Luoghi ad alta-umidità come reattori chimici, condotte del vapore e impianti di trattamento delle acque reflue sono responsabili di oltre il 45% di tutti i guasti.



Utilizzando un megaohmmetro da 500 V, una resistenza di isolamento sempre inferiore a 10 MΩ è un indicatore di avvertimento. Se è inferiore a 1 MΩ, deve essere sostituito immediatamente.







II. Guasto del collegamento meccanico: guarnizioni della flangia che perdono e bulloni rotti.



Rottura o corrosione della guarnizione della flangia: se si utilizzano normali guarnizioni in gomma o amianto, queste possono indurirsi e rompersi quando la temperatura è troppo elevata (superiore a 200 gradi) o quando il mezzo è molto corrosivo (come Cl⁻ o H₂S). Ciò può causare perdite di materiale.



Rottura o corrosione della guarnizione della flangia: frattura da concentrazione di stress dei bulloni: se la flangia è installata in modo errato, ha un precarico irregolare o utilizza bulloni non-standard, può piegarsi, causando la rottura dei bulloni a causa di cicli termici-a lungo termine.



Installazione non diritta o sfalsata: quando il tubo e la flangia non sono allineati correttamente, la superficie di tenuta non fa un contatto uniforme, provocando un'alta pressione localizzata e accelerando le perdite.



Caso tecnico: un impianto chimico nella provincia dello Shanxi ha avuto una perdita di idrogeno perché i fori della flangia non erano allineati correttamente. Ciò ha prodotto un incendio causato dall'elettricità statica. L'incidente è avvenuto perché la variazione del precarico del bullone era superiore al 30%.







III. Danni alla struttura: crepe sul fondo del tubo di protezione e rottura per fatica del filo conduttore.



Crepe da stress termico sul fondo del tubo protettivo: la flangia fissa non può sopportare la dilatazione termica. Quando il tubo protettivo e la flangia vengono sottoposti a cicli termici a lungo-termine, si alternano sollecitazioni che provocano micro-fessure alla base del tubo in acciaio inossidabile. Queste crepe alla fine attraversano tutto il tubo.



Il filo conduttore all'ingresso della scatola di giunzione si è rotto perché era troppo teso o non aveva abbastanza ridondanza nel filo. Ciò lo ha portato a sforzarsi e contrarsi più e più volte. La fatica del metallo si verifica nel punto in cui il filo metallico si piega e si manifesta come resistenza infinita (il display "OL").



Caratteristiche di rottura: La maggior parte delle crepe si trova nella zona di transizione tra il tubo protettivo e la saldatura della flangia. Sono difficili da vedere ad occhio nudo e devono essere testati con gli ultrasuoni.







IV. Corrosione ambientale e danni ai materiali



Tubazioni e perforazioni del tubo protettivo: se il tubo protettivo è composto da acciaio inossidabile 304 anziché 316L o 904L, è più probabile che si verifichi corrosione per vaiolatura nei mezzi che includono cloruro, come acqua di mare o acido cloridrico. Il mezzo tocca direttamente il filo di platino, provocando una deriva irreversibile.



Carbonizzazione del materiale isolante: quando la temperatura operativa a lungo- termine è superiore a 500 gradi, lo strato isolante in mica o ceramica si rompe termicamente, riducendo in modo permanente la sua capacità di isolamento.



Raccomandazione per la selezione: in ambienti corrosivi, il tubo di protezione in lega 904L con uno strato anticorrosivo in PTFE sinterizzato integrato è la scelta migliore. Può durare 2-3 volte di più.



Lista di controllo per la diagnosi e la prevenzione dei guasti



Tabella Tipi di guasto Segni comuni Come trovarli Condizioni con elevata incidenza



Danni all'isolamento Picchi di temperatura, resistenza strana Megaohmetro (avviso: inferiore a 10 MΩ) Aree con vapore, sostanze chimiche e umidità



Perdite dalla flangia, perdite dalla scatola di giunzione e fuoriuscite di fluidi Osservazione e utilizzo di acqua saponata per individuare le perdite Alta pressione, alta temperatura e materiali corrosivi



Rottura del cavo Mostra "OL", nessun segnale Verificare la continuità con un multimetro Cicli termici alle alte frequenze e cablaggio troppo stretto



Rottura del tubo protettivo Variazioni di temperatura, risposta lenta Test a ultrasuoni e controllo delle parti dopo lo smontaggio Reattori e forni di riscaldamento a lungo termine-



Rottura dei bulloni La sonda si allenta e scivola via. Prova di scuotimento manuale e verifica della coppia. Installazione errata o utilizzo di parti non standard



In conclusione, l'80% dei problemi con le termoresistenze al platino a flangia fissa sono dovuti a problemi di installazione e tenuta, non all'elemento sensibile stesso. La scelta di guarnizioni adatte al fluido, l'allineamento delle flange durante l'installazione, l'utilizzo di cavi aggiuntivi e l'esecuzione di frequenti test di isolamento sono tutti passaggi importanti nella prevenzione. Ogni sei mesi è una buona idea eseguire test di resistenza di isolamento, tenere traccia delle tendenze ed eseguire la manutenzione predittiva.