كيفية صيانة أجهزة قياس درجة الحرارة الستة في مصنع الكيماويات؟

Thread Content

كيفية صيانة أجهزة قياس درجة الحرارة الستة في مصنع الكيماويات؟ تختلف أجهزة قياس الحرارة حسب المادة المستخدمة لقياس الحرارة ونطاق القياس؛ فهناك مقاييس الحرارة التي تعمل بالكيروسين، ومقاييس الحرارة التي تعمل بالكحول، ومقاييس الحرارة الزئبقية، ومقاييس الحرارة الغازية، ومقاييس الحرارة المقاومية، ومقاييس الحرارة التي تعتمد على الفرق في درجات الحرارة، ومقاييس الحرارة الإشعاعية، ومقاييس الحرارة الضوئية، وغيرها. إذا كانت مضخات الطرد المركزي هي “قلب” المصانع الكيميائية، فإن أجهزة قياس درجة الحرارة تُعد مؤشرًا على سير العمليات الإنتاجية بشكل طبيعي في تلك المصانع. لخص الفصل السابع الأنواع الستة الشائعة من أجهزة قياس درجة الحرارة في المصانع الكيميائية، بالإضافة إلى طرق صيانتها في حالة حدوث أعطال. /uploads/allimg/160728/1-160HQ0322D20.jpg وبناءً على نوع المادة المستخدمة في قياس درجة الحرارة ونطاق القياس، هناك مئازر الكيروسين، ومئازر الكحول، ومئازر الزئبق، ومئازر الغازات، ومئازر المقاومة الكهربائية، ومئازر فرق درجات الحرارة، ومئازر الإشعاع، ومئازر القياس الضوئي، وغيرها. تصنيف أجهزة قياس درجة الحرارة حسب مبدأ القياس: طريقة القياس بالاتصال وطريقة القياس بدون اتصال. طريقة القياس بالتلامس تتمثل في اتصال العنصر الحساس للقياس الحراري مباشرةً بالوسط المراد قياس حرارته. لتحقيق هدف القياس، يجب أن يحدث تبادل حراري كافٍ بين المادة المراد قياسها وعنصر القياس الحساس لدرجة الحرارة، بحيث يصبح كلاهما بنفس درجة الحرارة. يعتمد أسلوب القياس غير التلامسي على مبدأ الإشعاع الحراري للمواد، حيث لا يتلامس جزء القياس الحساس مع المادة المراد قياس درجة حرارتها. يتم تبادل الحرارة عن طريق الإشعاع والتبادل الحراري بالتيار، لتحقيق هدف القياس. مبدأ عمل أنواع مختلفة من مقاييس درجة الحرارة وخصائصها: /uploads/allimg/160728/1-160HQ03315433.jpg أجهزة قياس درجة الحرارة المستخدمة في الصناعة: /uploads/allimg/160728/1-160HQ03350562.jpg مقياس درجة الحرارة ذو الأنبوب الزجاجي: /uploads/allimg/160728/1-160HQ034162P.jpg /uploads/allimg/160728/1-160HQ0343L05.jpg يتكون هذا الجهاز من ثلاثة أجزاء: كيس زجاجي يحتوي على سائل، وأنبوب شعري، بالإضافة إلى مقياس للقراءة. العيوب: لا يمكنه التسجيل التلقائي، ولا إرسال البيانات عن بُعد، وهو هش، ويوجد به تأخير معين. أكثر أنواع المقاييس استخدامًا هو ميزان الحرارة الزئبقي ； أسباب الخطأ الرئيسية: انحراف نقطة الصفر باستمرار ； تشوه مؤقت في الجزء الكروي ； تغيرات الضغط ； المقياس غير دقيق ； طريقة القراءة غير صحيحة ； تأثير التوقف الحراري ； الأسباب الخاصة التي تؤدي إلى حدوث أخطاء في مقياس درجة حرارة الكحول ； الأسباب الخاصة التي تؤدي إلى حدوث أخطاء في مقياس درجات الحرارة الأعلى. مقياس الحرارة ذو الفلزين /uploads/allimg/160728/1-160HQ0353b18.jpg يتكون جزء الاستشعار فيه من قطعتين معدنيتين لهما معاملات تمدد مختلفة، ويتم لحام هاتين القطعتين معًا. أحد طرفي هاتين القطعتين ثابت، بينما الطرف الآخر (الذي يُسمى الطرف الحر) مرتبط بالمؤشر عبر آلية نقل حركة. عندما تتغير درجة الحرارة، تختلف معاملات التمدد الخطي للشريحتين المعدنيتين؛ فينحني الطرف الحر نحو الجهة التي يكون فيها معامل التمدد الخطي أصغر. وكلما ارتفعت درجة الحرارة، زاد الفرق في طول التمدد الخطي، وبالتالي زادت زاوية الانحناء. الأنواع الشائعة: مقياس درجة الحرارة ثنائي المعدن من النوع المحوري: حيث يكون عجلة الإبرة متصلة بشكل عمودي بالأنبوب الواقي. مقياس الحرارة ثنائي المعدن من النوع الشعاعي: يكون عجلة المؤشر متصلة بالأنبوب الواقي بشكل موازٍ. مقياس حرارة ثنائي المعدن بزاوية 135°: يكون عجلة الإبرة متصلة بالأنبوب الواقي بزاوية 135°. مقياس الحرارة ثنائي المعادن القابل للتوجيه: يمكن تعديل زاوية اتصال قرص المؤشر بأنبوب الحماية حسب الرغبة. الصيانة في حالة الأعطال: أثناء الاستخدام والصيانة، يجب تجنب الاصطدام بأنابيب الحماية قدر الإمكان، وعدم السماح لها بالانحناء أو التشوه. في حال ظهور خطأ خطي، يمكن تصحيح مشكلة عدم دقة قراءة درجة الحرارة عن طريق تعديل مقبض الإبرة الموجود خلف جهاز القياس، ولا يمكن استخدام جهاز القياس بعد التعديل إلا بعد التحقق من دقته. مقياس الحرارة الضغطي /uploads/allimg/160728/1-160HQ0363X53.jpg يتكون من وعاء لقياس درجة الحرارة، وأنبوب دقيق، بالإضافة إلى أنبوب زنبركي. يعمل هذا المقياس عن طريق قياس التغيرات في الضغط الناتجة عن تسخين السائل أو الغاز أو البخار داخل حاوية مغلقة، ومن خلال هذه التغيرات في الضغط يتم تحديد درجة الحرارة. عندما يتم تسخين الكيس الحراري، يتمدد المادة الفعالة مما يؤدي إلى ارتفاع الضغط، وينتقل هذا الضغط عبر الأنابيب الشعرية إلى داخل أنبوب الزنبرك، مما يسبب تشوهًا في أنبوب الزنبرك. ويؤدي ذلك إلى حركة في الطرف الحر، ويقوم نظام النقل بدوره بتحريك المؤشر ليعكس درجة الحرارة. الصيانة في حالة العطل: عندما يتعرض الحساس للحرارة، يتمدد المادة العاملة ويزداد الضغط، فينتقل هذا الضغط عبر الأنبوب الشعري إلى أنبوب الزنبرك، مما يؤدي إلى تشوهه. وبالتالي، يحصل انتقال في الطرف الحر للأنبوب، فيقوم نظام النقل بتحريك المؤشر ليعرض درجة الحرارة. مقياس درجة الحرارة بناءً على المقاومة الحرارية /uploads/allimg/160728/1-160HQ03I0523.jpg
تعتمد آلية عمل مقياس درجة الحرارة بناءً على المقاومة الحرارية على العلاقة بين مقاومة المادة ودرجة الحرارة. يوفر هذا النوع من المقاييس إشارات قوية، كما أن دقته مرتفعة واستقراره جيد. لكن حجم العنصر المستخدم في القياس عادةً ما يكون كبيرًا، واستجابته للتغيرات السريعة في درجة الحرارة ضعيفة، لذلك فهو غير مناسب لقياس الأماكن ذات الحجم الصغير أو التي تشهد تغيرات سريعة في درجة الحرارة. يتكون مقياس الحرارة المقاومي المعدني من عنصر مقاوم، وغلاف عازل، وصندوق توصيل؛ وأكثر مواد المقاومات الحرارية استخدامًا هي البلاتين والنحاس. /uploads/allimg/160728/1-160HQ03P1Y2.jpg يتم لف سلك المقاومة حول هياكل عازلة مثل الميكا والكوارتز والسيراميك والبلاستيك، ثم يتم تثبيته، ويتم تغطيته من الخارج بغلاف واقٍ. /بنية مقاوم الحرارة المدرع: الصيانة في حالات العطل: من الأعطال الشائعة انقطاع الدائرة الكهربائية أو حدوث قصر كهربائي في مقاومات الحرارة الصناعية. حدث انقطاع في الدائرة، وذلك بسبب رقة سلك المقاومة الحرارية. يمكن تحديد حالات الانقطاع والتوصيل القصير بسهولة، وذلك باستخدام مؤشر القياس من نوع “×1Ω”. إذا كانت قيمة المقاومة المقاسة أقل من R0، فمن المحتمل وجود توصيل قصير في الدائرة ； إذا أشار الجهاز المتعدد القياسات إلى قيمة لا نهائية، فيمكن الاستنتاج أن مقاومة الدائرة مفتوحة. عادةً ما يكون من السهل التعامل مع حالات الدائرة القصيرة في المقاومات، طالما أن ذلك لا يؤثر على طول وسمك سلك المقاومة؛ يكفي تحديد مكان الدائرة القصيرة وتجفيفه، ثم تعزيز العزل الكهربائي. عند إصلاح انقطاع مسار المقاومة، يجب تغيير طول سلك المقاومة مما يؤثر على قيمة المقاومة؛ لذلك من الأفضل استبدال المقاومة بأخرى جديدة. أما في حالة اللجوء إلى الإصلاح باللحام، فيجب التحقق من صحة العملية بعد اللحام قبل الاستخدام. الأعطال الشائعة في أنظمة قياس درجة الحرارة باستخدام المقاومات الحرارية وطرق معالجتها /uploads/allimg/160728/1-160HQ043459C.jpg. جهاز قياس درجة الحرارة بالثيرموكبل /uploads/allimg/160728/1-160HQ0440T10.jpg. إنه مستشعر يمكنه تحويل درجة الحرارة إلى جهد كهربائي؛ مبدأ عمل الثيرموكبل هو دمج معدنين مختلفين معًا، وعندما يكون هناك فرق في درجة الحرارة بين الطرف المرجعي والطرف المقاس، يتم إنتاج جهد حراري، ويمكن من خلال هذا الجهد الحراري والعلاقة الخطية بينه وبين درجة الحرارة، قياس درجة الحرارة. مقاييس درجة الحرارة باستخدام الثيرموكبلات: ثيرموكبلات رقيقة، ثيرموكبلات من نوع “هيت سويتش”， ثيرموكبلات مقاومة للحرارة العالية، ثيرموكبلات صغيرة سريعة الاستهلاك.
/uploads/allimg/160728/1-160HQ0450ED.jpg
/uploads/allimg/160728/1-160HQ045534Y.jpg
/uploads/allimg/160728/1-160HQ0461c34.jpg
الثيرموكبلات المزودة بغلاف واقٍ: تُستخدم لقياس درجة حرارة الأجسام الصغيرة، وهي ذات بنية طويلة وقابلة للانحناء ； /uploads/allimg/160728/1-160HQ04U55X.jpg تُستخدم المقاييس الحرارية ذات الأغشية الرقيقة في قياس درجة حرارة فوهات الصواريخ والطائرات، وهي ذات بنية رقيقة، وتناسب نطاق درجات الحرارة من -200 إلى 300 درجة مئوية. أما بالنسبة لإصلاح الأعطال، فيمكن الرجوع إلى: /uploads/allimg/160728/1-160HQ052024A.jpg /uploads/allimg/160728/1-160HQ05R2F2.jpg /uploads/allimg/160728/1-160HQ1000XD.jpg. أما المقاييس الحرارية القائمة على الإشعاع، فهي تعتمد على العلاقة بين الإشعاع الحراري ودرجة الحرارة، ويتم وصف هذه العلاقة كميًا باستخدام قانون الإشعاع الأسود. يمكن تقسيمها إلى مقياسات درجة الحرارة الإشعاعية الكاملة، ومقياسات درجة الحرارة القائمة على السطوع، ومقياسات درجة الحرارة القائمة على المقارنة اللونية. مقياس الحرارة الضوئي في مقياس الحرارة بالسطوع النموذجي: /uploads/allimg/160728/1-160HQ10249592.jpg يعتمد مبدأ عمل مقياس الحرارة الضوئي ذي الخيط المخفي على مقارنة سطوع الإشعاع أحادي اللون للجسم المراد قياس حرارته مع سطوع مصباح التحكم في درجة الحرارة الذي يتحكم فيه تيار كهربائي قابل للتعديل. يُستخدم جهاز قياس الفولتية من نوع ملليفولت لقياس فرق الجهد عند طرفي الخيط الساخن عند مستويات سطوع مختلفة، ويتم التعبير عن ذلك بمقياس درجات الحرارة. تُعتبر مصابيح الفوسفور كمعيار للسطوع، حيث يمكن تحديد علاقة سطوع فتيل المصباح وتيار التسخين بدرجة الحرارة من خلال استخدام التيار الكهربائي لتمثيل السطوع وبالتالي تحديد درجة الحرارة. /uploads/allimg/160728/1-160HQ10323143.jpg مقياس درجة الحرارة بالألياف الضوئية، وتُعرف الألياف الضوئية اختصارًا باسم “الفايبر”. إنها تُستخدم لنقل كميات كبيرة من المعلومات بسرعة عالية وبموثوقية كبيرة، كما أن لها مزايا عديدة مثل عدم تأثرها بالتداخلات الكهرومغناطيسية، وخصائص عزل جيدة، وأمان عالٍ، وانخفاض في الخسائر، ونطاق ترددي واسع، وسعة تخزين كبيرة، وقطر صغير، ووزن خفيف، بالإضافة إلى قدرتها على الانحناء ومقاومتها للتآكل. ولذلك، فإنها تُستخدم في مجالات كشف الإشارات. أما أكثر أنواع الألياف الضوئية استخدامًا حاليًا، فهي الألياف الزجاجية، وهي مصنوعة من خيوط من الزجاج الكوارتزي، وقطرها أصغر من قطر خصلة الشعر. يتكون من جوهر موجه للضوء وطبقة تغليف تحيط به، وغالبًا ما يكون هناك غلاف واقي مصنوع من البلاستيك أو المطاط على سطح طبقة التغليف. في مقياس درجة الحرارة القائم على الألياف الضوئية، يتم وضع شريحة بلورية سائلة على نهاية الألياف الضوئية، حيث يتم خلط ثلاثة أنواع من البلورات السائلة بنسب مناسبة، وفي النطاق من 10 إلى 45 درجة مئوية، يتغير لون الضوء من الأخضر إلى الأحمر. يعمل هذا الجهاز عن طريق استخدام مبدأ تغير معامل انعكاس الضوء مع تغير اللون لقياس درجة الحرارة. /uploads/allimg/160728/1-160HQ10440526.jpg مقياس حرارة بألياف فلورية، يعتمد على تأثير الإضاءة الفوتولومينيسنت، حيث يتم تحويل المادة الفلورية على شكل مسحوق إلى رقاقات، وتوضع هذه الرقاقات في نهاية المستشعر كعنصر لقياس درجة الحرارة. خصائص التطبيق: يمكن استخدامه في معظم حالات قياس درجة الحرارة. على سبيل المثال، قياس درجة الحرارة في الأفران الصناعية المختلفة، وأفران المعالجة الحرارية، وعمليات قياس درجة الحرارة أثناء التسخين الحثي؛ وبشكل خاص قياس درجة الحرارة في عمليات مثل درفلة الأسلاك الفولاذية عالية السرعة، ودرفلة الأنابيب الفولاذية غير الملحومة، والصب المستمر للمعادن غير الحديدية، والدرفلة الحرارية في صناعة الحديد والصلب، وذلك دون التأثير على مجال درجة الحرارة للجسم المقاس. لا يتأثر بالتآكل والتسمم من الجسم المختبر ； لا حاجة لأن يكون عند نفس درجة حرارة الجسم المقاس، ولا يوجد حد أقصى للقياس ； لا حاجة للوصول إلى توازن حراري مع الجسم المراد اختباره، فالخصائص الديناميكية جيدة ； لكن دقة القياس تتأثر بشكل كبير بالبيئة وخصائص الجسم المُقاس. تم نقل هذا المقال من الموقع الرسمي لـ pidcad، www.pidcad.com ； لمزيد من المحتوى المثير، زوروا الموقع الرسمي لـ pidcad