熱電偶使用環(huán)境的影響
(1)選擇性氧化
對于含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,,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偏低,已成為K型熱電偶在熱處理行業(yè)長期使用的限制因素,。 更多:
如果采用的氣體很純,,并且系統(tǒng)中不含氧,可以延長熱電偶使用壽命,??墒牵绻麩犭娕冀z表面有氧化層時,,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,,應(yīng)采用干凈,、拋光的偶絲。同時,,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)保護管長徑比較大時(即保護管很細),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。
(2)選擇性氧化的對策
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)對策:
① 選擇對氧親和力較Cr更強的金屬作為吸氣劑,封入保護管內(nèi),,防止Cr發(fā)生選擇性氧化,,也可以采用增加保護管直徑或吹氣的方法增加氧含量。
② 裝配式熱電偶實體化,。作者開發(fā)的產(chǎn)品—實體型滲碳爐用熱電偶,,即開發(fā)出具有密封結(jié)構(gòu)的裝配式熱電偶,,可防止Cr發(fā)生選擇性氧化,,經(jīng)瓦軸集團,一汽,,二汽,,易普森工業(yè)爐,沈重,,沈齒,,錢江摩托等十幾家企業(yè)多年使用證明,此方案有效,。使用壽命在12個月以上,,用戶很滿意[4],。
(3)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,,必須針對使用條件考慮如下幾點:
① 常用溫度及zui高使用溫度
② 氧化還原等使用氣氛
③ 抗振動性能
對于裝配式熱電偶而言,,氣氛的影響,首先取決于保護管材質(zhì)及熱電偶結(jié)構(gòu),,因此,,熟悉、掌握各種保護管材料的物理,、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,,其表面被H2還原,短時間無影響,,如果長時間暴露在H2中,,在加速還原的同時,將使偶絲發(fā)生晶粒長大而斷線,;在CO或煤氣等還原性氣氛中,,其劣化將顯著加快而超差,。
對于鎧裝熱電偶,氫的原子半徑很小,,容易透過外套進入其內(nèi)部,,同樣也將加速劣化,致使熱電勢值大幅度降低,。
(4)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)生測量誤差,,也可能發(fā)生記錄儀亂打點的現(xiàn)象。 更多: