Diagnóstico e tratamento de falhas em analisador de zircônia

1. Por que o instrumento não pode ser verificado imediatamente após ser colocado em uso?

Resposta: Isso ocorre porque a indicação se torna anormal nas primeiras 24 horas após a entrada em operação da máquina fria, e a calibração é realizada com gás padrão após um dia de operação. Isso se deve à presença de água adsorvida ou substâncias combustíveis no detector da máquina fria ou no detector recém-instalado. Após o aquecimento da máquina, em alta temperatura, essa água adsorvida evapora e as substâncias combustíveis queimam, consumindo o ar de referência na bateria do lado de referência. Isso faz com que o teor de oxigênio do ar de referência fique abaixo do valor normal de 20,6%, resultando em um sinal baixo no detector, podendo até mesmo ser negativo. Consequentemente, o teor de oxigênio medido é maior, podendo ultrapassar 20,6%, tornando a medição imprecisa. É necessário aguardar até que a umidade e as substâncias combustíveis dentro do detector sejam substituídas por ar fresco para que a medição seja precisa. Portanto, o detector de óxido de zircônio precisa de pelo menos um dia de operação na máquina aquecida para ser calibrado.

2. Por que é necessário calibrar o analisador periodicamente?

A: Existem muitos fatores de interferência no processo de utilização do analisador de zircônia, como o envelhecimento do tubo de zircônia, a deposição de cinzas, a corrosão do eletrodo por SO2 e SO3, etc. Após um período de operação, o desempenho do instrumento se altera gradualmente, introduzindo erros nas medições. Portanto, o instrumento deve ser calibrado regularmente! O período de calibração geralmente varia de 1 a 3 meses, dependendo do ambiente e da frequência de uso do instrumento.

Durante a calibração, o N2 puro não pode ser usado como gás de ponto zero; geralmente, o gás de ponto zero deve representar 10% da faixa total de medição. O gás de medição deve representar 90% da faixa total de medição. No laboratório BYG, utiliza-se ar seco como gás de medição. O gás de ponto zero é de 100 ppm de M₂O, sendo considerado ideal que, com um ponto zero de 100 ppm ou inferior, o erro do gás padrão tenha muita influência no instrumento, além de exigir um tempo de limpeza muito longo e dificultar a estabilização do gás. O valor medido utiliza uma curva de regressão linear. A prática comprovou que nossa escolha é clara e eficaz!

3. Por que você não troca de instrumento com frequência?

A: Existem dois motivos: Primeiro, como o tubo de zircônia é um tubo cerâmico, embora apresente certa resistência ao choque térmico, durante o processo de desligamento, devido ao resfriamento e aquecimento rápidos e ao aumento isotérmico, pode ocorrer a ruptura do tubo de zircônia. Portanto, é melhor evitar desligamentos desnecessários. Segundo, o coeficiente de expansão térmica entre o eletrodo de platina revestido no tubo de zircônia e o próprio tubo é inconsistente. Após um período de uso, o desprendimento do eletrodo pode ocorrer facilmente durante a abertura e o fechamento, aumentando a resistência interna da sonda e até mesmo danificando o detector. Tenha cuidado com o tempo de inatividade!

4. Determinação da temperatura constante do detector

A: Acessar o menu para verificar a consistência entre a temperatura do detector e a tensão ajuda a determinar se o sistema de aquecimento e controle de temperatura está funcionando normalmente. Quando a temperatura do detector está muito acima da temperatura constante, o termopar está rompido. Como o conversor possui um circuito de proteção contra ruptura do termopar, uma vez que o termopar se rompe, ele gera um sinal de milivolts em vez do sinal do termopar, fazendo com que a temperatura do detector aumente e a potência de aquecimento seja interrompida para proteger o detector de danos. Nesse momento, embora a temperatura esteja muito alta, o forno elétrico não está aquecendo de fato. A medição da resistência em ambas as extremidades do termopar (com os fios desconectados) pode confirmar isso; a resistência normal do termopar deve ser inferior a 20 ohms.

Caso se verifique que a temperatura está abaixo de um valor constante, deve-se considerar que o aquecimento não está sendo realizado, que o fio de aquecimento está rompido ou que o sistema de controle de temperatura falhou e está danificado.

5. Alta medição

Antes de considerar todos os fatores, é preciso verificar se há vazamento na entrada do detector; se o instrumento não foi calibrado há muito tempo ou se a calibração não foi feita corretamente.

6. Baixa medição

Calibração do instrumento ou necessidade de calibração.

A amostra de gás contém gás combustível.

A contrapressão da tubulação de esvaziamento é grande.

7. Os valores medidos flutuam

O detector está envelhecendo, a resistência interna é alta e o contato do eletrodo está ruim.

A amostra de gás contém alta umidade ou gotículas de água e é gasificada no detector.

8. Desvio limite medido, sobrealcance do sinal

O detector apresenta componentes danificados, como ruptura do tubo de zircônio, circuito aberto no terminal do eletrodo, envelhecimento do detector e ruptura da resistência de compensação de temperatura (teor de oxigênio de 100%).

9. Causas e sintomas do envelhecimento da sonda

Normalmente, o envelhecimento da sonda é o envelhecimento do detector de zircônia, que se manifesta principalmente no aumento da resistência interna e no aumento do potencial de fundo.

(1)Aumento da resistência interna

Na prática, a resistência interna causada pelo envelhecimento da sonda aumenta consideravelmente. A resistência interna é a resistência de entrada entre as duas extremidades da linha de sinal, sendo a soma da resistência do fio condutor, da resistência da interface entre o eletrodo e a zircônia e da resistência volumétrica da zircônia. Assim, a volatilização do eletrodo, o desprendimento do eletrodo e a inversão da estabilidade do eletrólito de zircônia (de zircônia estável para zircônia instável) causam o aumento da resistência interna. A resistência interna do detector pode ser medida para determinar seu envelhecimento. De acordo com a experiência, quando a resistência interna se aproxima do limite de uso, ocorre o fenômeno de batimento do sinal, com alguma resposta tornando-se lenta. Para esses detectores, o potencial de fundo não precisa ser necessariamente alto.

(2) Potencial de fundo aumentado

O potencial de fundo é o potencial adicional da bateria. Existem dois fatores que causam o aumento do potencial de fundo: um deles é o fator permanente, que atua como parasita na bateria, como a corrosão por SO2 e SO3 e o fator de assimetria da bateria; o outro é o fator de armazenamento temporário, como o acúmulo de resíduos nos eletrodos, a convecção do ar e outros fatores. Assim que as condições melhorarem, o potencial de fundo poderá ser reduzido.

O aumento do potencial de fundo geralmente reflete o grau de envelhecimento do detector. Quando o valor de E0 excede o valor máximo do analisador, o detector está danificado.

Por exemplo:

Um detector de óxido de zircônio, com E0 de -5mV no momento do envio, apresenta uma variação permitida de 0 a 30mV. Após seis meses de uso, o valor cai para -13mV e, após 18 meses, para -29mV. Isso indica que o detector está envelhecido e precisa ser substituído.

É importante observar que o envelhecimento de alguns detectores se manifesta quando o potencial de fundo se torna elevado, enquanto em outros, o envelhecimento não é evidente, portanto, devemos levar isso a sério. Quando o potencial de fundo aumenta devido a fatores de armazenamento temporário, é possível que ele aumente inicialmente e depois diminua com o tempo de uso.

Devido ao aumento do potencial de fundo, o número de ciclos de envelhecimento da sonda é menor do que o número de ciclos de aumento da resistência interna; ocorre apenas um aumento do potencial de fundo, e o sinal não sofre saltos.

10. Precauções

(1)É necessário controlar a pressão do gás da amostra. Normalmente, a pressão do instrumento não deve ser superior a 0,05 MPa.

(2) A pressão de saída do medidor padrão secundário não deve ser superior a 0,30 MPa.

(3) Todas as tubulações que entram no instrumento devem ser rigorosamente verificadas quanto a vazamentos, e este trabalho no trabalho normal do instrumento deve ser realizado uma vez a cada seis meses.

(4)Antes de entrar no instrumento, deve passar por um filtro físico de 10u. Se for detectado o fenômeno de resistência ao gás, a tela do filtro (filtro) pode ser verificada primeiro;

(5) Limpe periodicamente a tela do filtro do ventilador do analisador, uma vez por trimestre; O ambiente é ruim e precisa ser limpo frequentemente para evitar o fenômeno de superaquecimento do instrumento causado pela má ventilação;

(6)A parte de instalação do instrumento deve ser horizontal e longe da fonte de vibração; o erro causado pela convecção desigual da amostra causada pelo detector é evitado.

(7)O ambiente circundante do analisador requer boa ventilação, evite espaços fechados e o erro de medição causado pelo desequilíbrio na quantidade de oxigênio.

(8) É muito difícil detectar o gás ao redor do analisador, o que afetará a precisão do detector.

(9)Como a detecção é operada em alta temperatura, se o gás a ser detectado contiver H2, CO e CH4, a matéria reagirá com o oxigênio, consumindo parte dele, reduzindo a concentração de oxigênio e causando erro de medição. Portanto, esse fator deve ser levado em consideração quando o instrumento estiver medindo gases que contenham substâncias combustíveis para evitar o desalinhamento da medição.

(10)Na medição de gases corrosivos, utiliza-se carvão ativado para filtrar.