熱電偶使用環(huán)境的影響分析
來(lái)源:安徽天康(集團(tuán))股份有限公司
2014年12月08日 16:55
?。?)選擇性氧化
對(duì)于含F(xiàn)e的Ni—Cr合金,如果氧分壓低于特定值,那么同O2親和力大的Cr,將發(fā)生選擇性氧化,這是Ni—Cr合金*的晶界氧化。如用顯微鏡觀察外表面氧化層,就可以看到綠色析出物,這種現(xiàn)象通常稱為“綠蝕"。尤其是當(dāng)溫度在800℃—1050℃范圍內(nèi),體系內(nèi)又含有CO,H2等還原性氣體時(shí),K型熱電偶的正極,更容易發(fā)生選擇性氧化。這種因Cr含量降低而引起的熱電勢(shì)偏低,已成為K型熱電偶在熱處理行業(yè)長(zhǎng)期使用的限制因素。
如果采用的氣體很純,并且系統(tǒng)中不含氧,可以延長(zhǎng)熱電偶使用壽命??墒?,如果熱電偶絲表面有氧化層時(shí),仍可為Cr的選擇性氧化提供足夠的氧。因此,在非氧化性氣氛中使用時(shí),應(yīng)采用干凈、拋光的偶絲。同時(shí),應(yīng)盡可能避免在帶有微量氧的惰性氣體或氧分壓很低的空氣中使用。當(dāng)保護(hù)管長(zhǎng)徑比較大時(shí)(即保護(hù)管很細(xì)),由于空氣循環(huán)不良,形成缺氧狀態(tài),其殘余的少量氧仍可為Cr的選擇性氧化提供條件。
對(duì)策
為了防止或減緩K型熱電偶因選擇性氧化而引起劣化,除了在材質(zhì)方面加以改善外,還應(yīng)在熱電偶結(jié)構(gòu)上采取相應(yīng)對(duì)策:
?、龠x擇對(duì)氧親和力較Cr更強(qiáng)的金屬作為吸氣劑,封入保護(hù)管內(nèi),防止Cr發(fā)生選擇性氧化,也可以采用增加保護(hù)管直徑或吹氣的方法增加氧含量。
?、谘b配式熱電偶實(shí)體化。使用壽命在12個(gè)月以上
?。?)使用氣氛的影響
熱電偶的穩(wěn)定性,因使用溫度,氣氛不同各異,對(duì)同一種傳感器,如K型熱電偶的zui高使用溫度也因直徑不同而變化,直徑相同的K型熱電偶也因結(jié)構(gòu)的不同,其穩(wěn)定性也有很大差異。在選擇熱電偶時(shí),必須針對(duì)使用條件考慮如下幾點(diǎn):
?、俪S脺囟燃皕ui高使用溫度
?、谘趸€原等使用氣氛
?、劭拐駝?dòng)性能
對(duì)于裝配式熱電偶而言,氣氛的影響,首先取決于保護(hù)管材質(zhì)及熱電偶結(jié)構(gòu),因此,熟悉、掌握各種保護(hù)管材料的物理、化學(xué)性能是很必要的。例如:在粉末冶金行業(yè)中,常用鉬管作為熱電偶保護(hù)管。在1600℃的H2氣氛下,使用效果較好。然而,鉬管在氧化性氣氛下,很短時(shí)間就因氧化而蝕損。其次,應(yīng)根據(jù)使用氣氛,選擇合適的熱電偶,在1300℃以上的氧化性氣氛中,選擇鉑銠熱電偶,在還原性、真空條件下采用鎢錸熱電偶較好。
對(duì)于K型熱電偶,適于在空氣、O2等氣氛中工作,但在H2中使用時(shí),其表面被H2還原,短時(shí)間無(wú)影響,如果長(zhǎng)時(shí)間暴露在H2中,在加速還原的同時(shí),將使偶絲發(fā)生晶粒長(zhǎng)大而斷線;在CO或煤氣等還原性氣氛中,其劣化將顯著加快而超差。
對(duì)于鎧裝熱電偶,氫的原子半徑很小,容易透過(guò)外套進(jìn)入其內(nèi)部,同樣也將加速劣化,致使熱電勢(shì)值大幅度降低。
?。?)絕緣電阻的影響
熱電偶用絕緣物,在高溫下,其絕緣電阻隨溫度升高而急驟降低,因此,將有漏電流產(chǎn)生,該電流通過(guò)絕緣電阻已經(jīng)下降的絕緣物流入儀表,使儀表指示不穩(wěn)或產(chǎn)生測(cè)量誤差,也可能發(fā)生記錄儀亂打點(diǎn)的現(xiàn)象。