Некоторые вопросы ремонта нагревательных приборов отечественного производства.
В статье приведены технические решения ремонта нагревательных приборов отечественного производства. Несмотря на сравнительную тривиальность технических вопросов изготовления нагревательных приборов, большинство из них, лабораторного и промышленного применения, предприятия закупают за рубежом по очень высоким ценам. Конечно, до первого ремонта несколько лет они проработают. Выходят из строя, как правило, нагреватели и электрические контакторы, реже — электроника. Проблематично приобрести импортный теплоэлектроногреватель (ТЭН) такой же конфигурации и мощности (время доремонтного срока службы нагревательных приборов с сухими ТЭНами — около 4…5 лет), а иногда и невозможно, потому, что за рубежом часто меняются конструкции приборов.

Отечественные нагревательные приборы, как ни странно, надежней в плане перегорания ТЭНов. Проблем с их заменой не возникает, но электроника иногда бывает далека от совершенства.

Сейчас в моде устройства на программируемых микросхемах, например терморегуляторы в нагревательных устройствах. Как их отремонтировать в случае выхода из строя? Программа не прилагается вместе с программатором и инструкцией к нагревательному устройству. Обращаться с ремонтом на фирму — изготовитель не всегда возможно.

Вот свежий пример. Приобретенный на киевской фирме водонагреватель на производстве используется для подогрева химического реактора. Водонагреватель снабжен терморегулятором с цифровым отсчетом температуры. Необходимая рабочая температура воды в рубашке реактора — 86°С. Терморегулятор снабжен аварийным отключением водонагревателя, если температура воды достигнет 95°С. Это сделано для предотвращения образования водяного пара, чтобы не допустить взрыва нагревательной системы. При аварийном отключении необходимо вручную включать терморегулятор, находящийся в другом помещении (требования техники безопасности) в 20 м от химического реактора.

Терморегулятор обладал следующим свойством. Сравнительно часто он «проскакивал» установленную температуру, и вода подогревалась до 95°С. Срабатывал аварийный выключатель. Операторам, обслуживающим химический реактор, то и дело приходилось включать терморегулятор повторно. За время гарантийного срока пришлось поменять три таких терморегулятора (выпускаются в одном из областных центров). Все они работали одинаково плохо. Фирма-изготовитель водонагревателей за это время переориентировалась на другой вид продукции.

Терморегулятор построен на программируемой микросхеме AT89C2051-24PI. Возможно, сбои возникали из-за того, что повышалась температура внутри кожуха водонагревателя, подогревая одновременно и терморегулятор. На предприятии таких приборов немного. Они регулируют температуру на другом оборудовании, но там никаких сбоев не наблюдалось.

Кстати, терморегуляторы имеют еще одну особенность. Сетевое напряжение питания подается на блок (вилкой!) разъема, что противоречит технике безопасности и культуре производства. Производственником некогда заниматься исследованиями тех или иных терморегуляторов, которые на химическом производстве должны быть такими же надежными, как и в космической технике. Как раз в том химическом реакторе реакция через определенное время становится экзотермической, то есть происходит саморазогрев среды реактора, и ее приходится охлаждать холодной водой через ту же рубашку.

Как поступить эксплуатационнику в таком случае? Установить в четвертый роз такой же терморегулятор? Наверное, нет. Был установлен терморегулятор другого типа, с цифровой индикацией, собранный на операционных усилителях, примерно в таком же по объему корпусе и с таким же количеством радиодеталей. Сразу же решились все проблемы.

Другой пример ремонта отечественного нагревательного прибора, который содержит блок регулирования температуры в пределах 120…300°С. В нем применен программируемый контроллер PIC16F84. Оборудование, в котором установлен нагревательный прибор, определенного целевого назначения с рабочей температурой 230…240°С.

Поступивший в ремонт нагреватель не стабилизировал температуру нагрева. Блок-схема нагревателя показана на рис.1. Обратите внимание, что для измерения температуры до 300°С разработчики используют полупроводниковый прибор. Максимальная рабочая температура  кремниевых полупроводников, согласно различным техническим условиям, обычно не превышает 125°С. Самые щедрые — японцы. Они считают, что полупроводниковые датчики могут измерять температуру до 150°С [1]. Но и эта температура в два раза меньше.

В результате проверки нагревателя было установлено, что полупроводниковый датчик имеет обрыв. Как отремонтировать такое оборудование? Закрыть глаза и поставить новый диод? Как долго он проработает?

Автор недаром в блок-схеме привел часть принципиальной схемы. Датчик температуры подключен к усилителю постоянного тока на операционном усилителе, который питается от источника напряжения: 5 В. Такое включение ОУ чревато нелинейностью выходного напряжения. Кроме того, грубейшей ошибкой является то, что обрыв датчика не приводит к отключению нагревателя.

Совершенно случайно автор прочитал, как характеризуют это оборудование в прессе: “Украинскую машину можно купить за 1,5 тыс. грн., импортную — за 6-7 тыс. грн. Одни предпочитают дешевые отечественные аппараты, иные — импортное оборудование. Как утверждают практики, американские аппараты, прежде всего, обеспечивают постоянство температуры…

Теперь понятно, почему у эксплуатационников, которые обычно далеки от техники, такое мнение. Выходит из строя датчик, но оборудование продолжает работать, как ни в чем не бывало, только температуру не стабилизирует.

Ремонт, вернее, доработка произведена в следующем объеме. Установлен проволочный датчик температуры сопротивлением примерно 27 Ом. На операционный усилитель подано напряжение +5 В. В измененной такими доработками электрической схеме (рис.2) устранены все вышеперечисленные недостатки.

Литература:
1. Мейзда Ф. Электронные измерительные приборы и методы измерений /  Мир, 1990.

Автор: В.С. Самелюк, г. Киев
Источник: Электрик 11-2004

---