典型故障分析

品名	故障状况	检验与分析	产生原因	对策
铠装热电偶 （K型、Φ1.6mm）	从室温1000℃使用30h，10次热循环后断线。	经X光检查结果发现，有多处偶丝断线。	当超过铠装热电偶外径常用温度限时，在热循环的使用条件下，铠装热电偶套管材料，绝缘物（MgO）及热电偶丝，因其各自膨胀系数的差异，致使热电偶丝过度伸缩而断线。	增加铠装热电偶直径，改变同保护管间距离，留出随温度变化的空间，使热电偶丝受力减少。
铠装热电偶 （K型、Φ6.4mm）	使用温度800℃，20天。炉内气氛：（N2：40%；CO：21%；H2：39%）示值异常低下-100℃	热电偶导通，绝缘电阻检查无异常所见。在800℃下检查结果与用户测量结果相同。	虽然热电偶丝外层有金属套管保护与气氛完全隔绝，但是H2可以通过套管壁与管内残留氧反应，使其套管内氧浓度恰好可供镍铬合金发生选择性氧化而脱铬，引起热电动势大幅度降低。	采用无氧化膜的光亮偶丝，组装成带保护管的热电偶并具有防氧化结构或者添加氧的吸气剂钛。推荐使用有钛吸气剂的铠装热电偶。
铠装热电偶 （K型、Φ4.8mm）	使用温470℃，30h，产生+4.6℃误差。	在400℃下检查，其误差为+4.1℃。	因K型热电偶短程有序转变现象，如果处于特定的温度范围450～600℃，那么在短时间内，由冶金学的影响（原子排列变化）使其热电动势变化。该现象是可逆的，通过900℃以上的热处理，可恢复原来的校正值，这是K型热电偶的特征。	短程有序转变是材料自身的特性，不可避免，推荐使用受其影响小的N型热电偶。
铠装热电偶（K型、Φ8.0mm）	用户定期检查，改变热电偶在检定炉插入深度，从355mm至380mm，误差有很大变化。	插入400℃下的盐槽内，插入深度从250～390mm范围内进行测量，结果发现有变化。	当插入深度为250mm时，因热电偶的劣化部分，处于槽内与槽外（大气）间具有温度梯度的部位，故产生很大误差。当插入深度为390mm时，热电偶劣化部分处于槽内加热区域，不受劣化影响。	插入炉内部分热电偶发生劣化，已达到使用寿命，建议更换热电偶。
带法兰的 铠装热电偶	使用寿命一年，在法兰盘焊接处，出现铠装热电偶断裂。测量体系中有铬酸及磷酸蒸汽存在。	显微分析发现，在铠装热电偶破断部分，有贯通管壁的裂纹。裂纹形态为穿晶型的贯通晶体。	被测气体在法兰下凝结，因焊接时产生残余应力，使其出现腐蚀裂纹。	在法兰上安装插座，将铠装热电偶固定。
铠装热电偶 （K型、Φ4.8mm） 外套材质为因科内尔	温度980℃，使用3个月后，温度指示出现摇摆，时通时断。如果温度过高，呈断线状态。当温度下降时，则有示值。	X光检测发现有一处偶丝断裂，用显微镜观察破断面，发现晶粒粗大，有脆性断裂痕迹。	铠装热电偶在测温时处于很大的温度梯度下，因铠装热电偶丝与套管的膨胀系数不同，致使偶丝承受过大的应力。由于在高温部分及低温部分的晶粒成长速度不同，因此产生沿晶脆性断裂。	安装铠装热电偶时增加支撑管，用以降低铠装热电偶所处的温度梯度。
铠装热电偶	安装前热电偶不导通。	发现接线端子部分芯线包皮有严重损伤而引起断线。	在接线或去掉芯线包皮时，出现损伤所致。	加强教育，提高操作者素质。
铠装热电偶（K型、Φ3.2mm）SUS316	仪表显示温度偏低。	温度特性检验无异常所见。	热电偶正、负极性接反	改变连接极性。
带金属保护管的铠装热电偶	安装在室外用于气体温度测量的铠装热电偶套管破损，使用温度150℃。	对保护管破损部位，管内附着物进行显微分析检验。	发现有孔蚀、应力腐蚀及龟裂现象，并有大量Cl-及SO42-离子存在。	安装热电偶时，注意保护，防止进雨水。
铠装热电偶（K型、Φ1.6mm）SUS316	测量高温高压水温(400℃使用时间：2～3个月铠装热电偶出现裂纹。	用电子显微镜观察裂纹断面。	确认为一般奥氏体不锈钢与氯离子有关的穿晶型应力腐蚀引起的裂纹。	推荐采用耐腐蚀性能优异的、镍含量高的Ni-Cr-Fe系材质。
铠装热电偶 （K型）	使用6个月后，温度示值摇摆不定，绝缘电阻下降。	铠装热电偶部分管壁减薄，出现裂纹，并在裂纹附近发现有绝缘物脱落。	在振动环境下，温度测量装置与铠装热电偶间，因振动产生摩擦，使铠装热电偶壁厚减薄，蒸汽从其破损部位浸入铠装内部同绝缘材料反应，引起体积膨胀，因其内压力增大，扩展成二次裂纹。	安装固定螺纹，防止铠装热电偶振动。
铠装热电偶（T型）	绝缘降低，使用温度（80～90℃）	电子显微镜观察发现铠装热电偶有裂纹。	铠装热电偶有部分应力腐蚀裂纹，并有疲劳断面存在。	改善铠装热电偶固定方法。
带接线盒的铠装热电偶（K型、Φ6.4mm）	示值不稳	对折损部分进行显微观察及附着物分析。	接线盒内接线端子用小螺钉发生破断，其形态为应力腐蚀裂纹，附着物多为Cl。	拧紧接线盒盖，防止有害气体从其缝隙进入。
铠装热电偶	热电动势超差	对铠装热电偶与补偿导线连接及现场安装进行检查，无异常所见。	铠装热电偶与补偿导线连接处温度超出温度补偿范围。	增加铠装热电偶长度，使其参考端温度处于室温范围。
S型热电偶双层保护管，外层SiC、内层Al2O3，Al2O3绝缘	使用温度1100℃～1150℃，使用寿命约一个月，断线。	在测量端附近，因绝缘管与偶丝扭曲而断线。	因绝缘管过度振动，结果对偶丝施加扭曲力而断线。	减少热电偶丝长度，抑制振动发生。
6芯R型热电偶石英保护管Al2O3绝缘物	在1200～1250℃的温度下断续使用，使用2个月后一支断线。	测量端断线，发现偶丝有明显损伤及机械作用痕迹。	当热电偶与绝缘物反复热膨胀、收缩时，对偶丝施加作用力，即石英管与Al2O3绝缘物的热膨胀、收缩不同，相互摩擦作用很大，使偶丝受压力等机械作用。	将Al2O3绝缘物换成石英绝缘物，或者将石英管换成Al2O3管，使二者膨胀系数一致。
R型热电偶双层保护管，外层金属保护管，内层陶瓷保护管	使用三个月后，热电动势显著降低。	X光检查发现陶瓷保护管破损，热电偶已经劣化。	因陶瓷保护管破损，致使热电偶丝受金属保护管的金属蒸汽污染，特别是铁的影响尤为显著。	在安装时务请注意，防止陶瓷管破损。
R型热电偶双层保护管，外层金属保护管，内层陶瓷保护管	在400～1150℃的热循环条件下使用1～3个月后，随着接线板破损而断线。	在双层保护管开口部位，有内层陶瓷保护管顶出，经X光检查分析，发现在外层金属保护管底部有大量氧化物堆积。	在热循环条件下，外金属管内壁因显著氧化而剥离，沉积在管底部，堆积在陶瓷和金属管端部间隙内，当降温时，伴随外管收缩，使中间的堆积氧化物将内管向上推，碰到接线板，使其破损。	在双层管的开口端，将其内外层间隙密封，抑制金属管内壁氧化。
K型热电偶	使用温度900℃使用时间20天产生-11℃误差	NiCr极表面氧化呈绿色并带有磁性。	因保护管细又过长，管内空气供应不充分，致使NiCr极中的Cr发生选择性氧化生成绿色氧化物。	缩短或加粗保护管。
K型热电偶	使用温度900℃，使用时间10天，发生断线。	NiCr极表面氧化呈绿色并带有磁性。同时变脆并有6处断线。	因采用氨分解装置，氢气将透过保护管，同保护管内氧结合，使保护管内氧分压降低，NiCr极中的Cr发生选择性氧化而断线。	在保护管内添加吸气剂。
K型热电偶	用户检查超差	复检无异常所见。	检查方法与插入深度不同	双方统一检定条件。
K型热电偶金属保护管	保护管破损	在保护管表面发现有茶褐色污染物附着及孔蚀，而且在保护管与法兰盘的焊接处沿着圆周有裂纹。	由保护管的孔蚀推测保护管破损是因应力腐蚀裂纹与机械冲击共同作用的结果。如果因流速引起的弯曲应力及共振而引起的破损，那么因附着物的存在将会增大弯曲应力。	法兰与保护管连接部位为复合管时，应尽量提高其机械强度。如果保护管发生孔蚀，应更换保护管材质。
K型热电偶金属保护管	使用温度750℃ 在测量端200mm附近，镍铝极断线。	金相显微检查结果发现，断线截面周边部位晶粒脱落，并有晶界浸蚀的孔洞，而且断面处晶粒也长大，还可以看到折弯表面有多处裂纹产生。	因硫或硫化物作用引起高温硫化腐蚀而断线，NiAl极为高镍合金耐硫腐蚀性能差。	偶丝及保护管内部，不应有含硫的油等附着物，应改善清洁方法。
带有绝缘管的钨铼热电偶（WRe 5/26）	在真空炉中温度为1500℃，使用5h后断线。	热电偶测量端部因氧化而断线，整个偶丝几乎全变脆易折。试验发现在密封焊接部位漏气，用显微镜观察发现正极（WRe5）沿偶丝有轴向龟裂纹。	截断Wre5偶丝之际，因刀具刃不快，致使沿偶丝轴向产生龟裂纹，密封后使空气沿裂纹浸入，将热电偶氧化而断线。	截断偶丝时易发生沿偶丝轴向裂纹，因此截断后要将其端面研磨，以消除龟裂或者在密封部分推荐采用补偿导线。
热电阻	使用时间1年4个月，在保护管焊接部位（Φ6mm）发生破损。	经显微观察破损面，发现有波状痕迹，可以看出，该现象的出现是因保护管的疲劳而破损。	同保护管外径相比，选用的接线盒过大，作为支点的焊接部，将因振动反复受到应力作用，使其破断。	缩短安装尺寸 改用小接线盒
热电阻（玻璃涂层保护管）	因显示不准，将元件取出，发现保护管内已进入液体。	检查保护管发现在法兰下约20mm处的圆周上有10mm宽的玻璃涂层剥落。	保护管的插入口太小，在流体作用下，因保护管振动而剥离。	扩大保护管插入口
热电阻	引线折断	元件与引线间断线	引线受到很大的拉伸力而断线	注意安装
热电阻（金属保护管）	仪表无显示（断线）	显微观察云母骨架内部，结果发现铂丝熔断，表明是过电流所致。	因元件回路中存在脉冲电流，致使铂丝熔断。	作为回路保护对策，推荐采用接地方式。
辐射温度计（0～300℃） 检测元件为热电锥波长（7～12）μm	调整辐射温度计的发射率，使其等于接触式表面温度计的测量值，但达不到设定要求，如果等于定值，则与破损发射率的设定不一致。	测量硬质氯乙烯挤塑成型温度。外部干扰的主要因素是背景辐射。	接触式表面温度计，因表面凹凸不平，难以同玻璃树脂等有良好的热接触，或者对热阻抗大的材料，其示值将低于实际值。本例中，由于挤出后温度有降低的倾向，因此，其结果要比响应速度慢的接触式温度测量值低。	辐射温度计的发射率设定为0.95，用由此得到的温度测量数据，设定管理范围。
辐射温度计	1台集成电路放大器烧损	辐射温度计专用冷却水套的温度及冷却水流量的测定。	冷却水管内因有铁锈而阻塞	管内除锈，安装流量计
温度调节仪	继电器无输出动作	检查内部回路发现印刷线路基板输出回路的模板部分熔断。	在负载回路中，有过电压、过负载现象存在	再次调查用户的负载的实际状况。
温度调节仪	加冲击力、显示消失	检查内部回路，发现在印刷线路板中，在基板与基板连接软桥上有裂纹，而且附着许多磨损粉末。	在使用中，因有激烈振动而施加应力所致。	改进温度调节仪的安装方法，用粘洁剂固定调节仪的部件及基板等。
温度调节仪	温度不上升、指示不稳定	输出继电器接点磨损，致使接触不良。	继电器接点寿命，对于AC250V3A（5A）的继电器寿命为10万次，如果周期为20s，日运转为8h，其寿命约为70d，在这种场合下，应是继电器接点到寿命所致。	高频长时间使用场合，建议采用电压输出型，SSR驱动方式。