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鎢錸熱電偶防氧化技術與應用
點擊次數:1825 更新時間:2016-04-06

  目前在測量1600℃以上的溫度時,采用較多的方法是非接觸法,但是,這種測量的方法誤差比較大,要想準確地測出真實溫度,的方法還是使用接觸法。在高溫熱電偶中,高溫貴金屬熱電偶(鉑銠熱電偶)的價格昂貴且zui高溫度也只能達到1800℃,有一定的局限性,然而鎢錸熱電偶不僅測溫上限高,而且它的穩定性也非常好,因此,鎢錸熱電偶廣泛應用于各種行業。
1、防氧化技術
  為了能夠使鎢錸熱電偶在氧化性氣氛中使用,我們可以在保護管內制造出非氧化氣氛,或者使它能夠在氧化損壞前完成測溫使命,下面對鎢錸熱電偶的防氧化技術的方法做以介紹。
1.1涂層保護法
  以前采用zui多的方法是在鎢錸熱電極絲的表面上形成涂層,用于隔絕空氣以達到防氧化的目的。然而存在的問題是,無法找到與熱電極絲熱膨脹系數一致的涂層材料,結果在較短時間內,基體上的涂層就會脫落下來,*喪失了它的保護作用,使鎢錸熱電偶被氧化,因此這種方法不可取。
1.2抽空密封保護法
  采用石英保護套管,將熱電極絲裝入管內,然后抽空石英管并進行密封,為熱電極絲創造出一個在真空條件下良好的工作環境。但是采用這種方法制備的鎢錸熱電偶,使用溫度受到石英套管耐火度的限制,一般情況下只能達到1100℃,*達不到鎢錸熱電偶的測溫范圍。
1.3抽空充氣密封保護法
  把帶有熱電極絲的剛玉套管抽空,再將氬氣等氣體充入套管后進行密封,然而這樣就形成了不可拆卸的熱電偶,限制了它的使用。
1.4充填密封保護法——實體型防氧化技術
  將鎢錸熱電偶的電極絲裝入剛玉套管內,再用惰性及其他物質將保護套管內空隙填充,然后把開口端進行密封,這樣就形成了實體型防氧化結構,為鎢錸熱電偶創造出了一個良好的工作環境。
以前國內鎢錸熱電偶防氧化應用技術的研究,幾乎都采用抽空法或抽空充氣密封保護法,尤其是電真空行業擁有成套的抽真空設備和成熟的密封技術用于鎢錸熱電偶防氧化技術。現在采用不抽空反而填充,實體化后再密封技術,這種方法使鎢錸熱電偶的防氧化技術達到了理想效果。
對于實體型防氧化技術,說起來很簡單,有人認為只要用惰性物質填充密封即可,有的甚至將填料裝錯了位置,使用效果非常不好,嚴重影響鎢錸熱電偶的測溫精度。
抽空充氣密封保護法與充填密封保護法相比較:兩種方法所采用的原理相似,作用與效果很接近,但是,充填法的生產設備投資少,成本較低,成品率較高;而且熱電性能穩定,響應速度快,使用壽命長,抗振與耐熱沖擊性強,安全可靠,因此充填密封保護法是優于抽空充氣密封保護法的。
2、鎢錸熱電偶的應用
  鎢錸熱電偶作為廉金屬熱電偶,在我國這樣的貧鉑國家有著極大的應用市場。只是鎢錸熱電偶合金極易氧化,限制了其在空氣及其他氧化性氣氛中的應用。
2.1國產鎢錸熱電偶的不均勻性與精度
  國產鎢錸熱電偶分度表已*與接軌,而且鎢錸熱電偶的熱電性能也*達到標準,測量精度也達到了*水平。
我國鎢錸熱電偶絲材標準規定,整卷(盤)熱電偶絲正極或負極在1200℃不均勻熱電動勢不得超過80μV。我們對同一批鎢錸熱電偶的電極絲WRe(5/26)頭、中、尾部分別取樣,然后在Zn、Al、Ag、Cu點檢定。
結果表明,同一批鎢錸熱電偶電極絲的不均勻性,隨著溫度的升高而增大,即溫度越低偏差越小,溫度越高偏差越大。
2.2鎢錸熱電偶應用注意事項
(1)防氧化鎢錸熱電偶并不能*取代鉑銠熱電偶。它可以部分取代鉑銠熱電偶,這種取代是有條件的,即環境適合鎢錸熱電偶而不適合鉑銠熱電偶。例如,在真空、還原性氣氛環境中,鎢錸熱電偶的使用壽命通常會比鉑銠熱電偶壽命長。在高溫強氧化氣氛下,例如,生產剛玉制品的爐窯溫度高達1800℃,采用B型熱電偶難以在1800℃下長期工作;但用防氧化鎢錸熱電偶的壽命可達100小時,*超過了B型熱電偶。
通過現場實際應用表明,實體型防氧化鎢錸熱電偶可部分替代B型和S型熱電偶,用于工業過程的溫度檢測是可行的,其技術性能是穩定的,檢測數據是可靠的;而且價格便宜,好管理,具有顯著的經濟與社會效益。
(2)鎢錸熱電偶使用壽命與使用條件、操作人員的素質密切相關。預估鎢錸熱電偶使用壽命比普通熱電偶更難。陶瓷廠燒結剛玉管溫度為1800℃,但因鎢錸熱電偶安裝、拆卸頻繁,使用壽命不會太長。而燒結透明Al203的溫度高達1850℃,但因鎢錸熱電偶始終處在無振動的恒溫狀態,使用壽命長達半年以上。這說明雖然在高溫下鎢錸熱電偶不可避免地發生了再結晶,但只要不動它,使用壽命仍很長。而且不斷地結晶、改進,使用壽命還可以提高。
(3)WRe5/26是鎢錸熱電偶系列的主導產品。為防止電極絲變脆,在鎢錸熱電偶的兩極加入一定量的錸,從而大大提高了它的機械強度,當溫度加熱至1650℃時仍不變脆。而且,鎢錸熱電偶絲在經過退火處理后,還解決了初期熱電動勢漂移問題。現在已經將WRe5/26逐漸取代了WRe0/26和WRe3/25,并成為鎢錸熱電偶系列的主導產品。因此,采用WRe5/26熱電偶是的選擇。
  通過現場應用實踐充分證明,鎢錸熱電偶的實體型防氧化技術具有明顯*性,因此,實體型防氧化技術是防鎢錸熱電偶氧化的選擇。檢定人員在通過鎢錸熱電偶進行測溫時一定要精心使用,防止人為損壞,減少它的使用壽命。

 

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