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防止熱電偶擇優(yōu)氧化的幾種方法

作者:宋檢 時(shí)間:2022-10-19 來源:互聯(lián)網(wǎng)

 目前世界上先進(jìn)的大型井式滲碳爐均采用頂置式主控測溫?zé)犭娕嫉臏囟葯z測方法。由于頂置式熱電偶能迅速、準(zhǔn)確測量出爐膛有效工作區(qū)內(nèi)的溫度,從20世紀(jì)80年代開始,一直被亞洲中外爐,歐洲得固薩、艾協(xié)林等大公司采用。但當(dāng)國產(chǎn)熱電偶替代進(jìn)口熱電偶使用時(shí),卻出現(xiàn)了如下故障(K分度偶):


    (1)使用壽命*短,大約僅能連續(xù)工作72小時(shí)。
    (2)在使用48小時(shí)后進(jìn)行檢定,示值嚴(yán)重低于標(biāo)稱值(可以達(dá)到10mV),造成爐內(nèi)溫度遠(yuǎn)高于測量值。
    (3)偶絲發(fā)白,有脆性。
這一情況的存在不僅嚴(yán)重威脅被加工工件的質(zhì)量,甚至威脅設(shè)備安全,而且熱電偶頻繁報(bào)廢,造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失,必須予以解決。
     一、原因分析
     1.常規(guī)熱電偶的結(jié)構(gòu)
     其保護(hù)管為1Cr18Ni9Ti或Cr25Ti兩種耐熱不銹鋼保護(hù)管,偶絲直接工作于保護(hù)管。
     2.原因
     保護(hù)管的材質(zhì)決定其不含碳,在高碳勢(shì)的滲碳?xì)夥罩校粷B入碳原子,當(dāng)其達(dá)到飽和后,在滲碳溫度下,保護(hù)管內(nèi)碳原子獲得能量后,向低碳濃度的保護(hù)管內(nèi)部飛逸,在保護(hù)管內(nèi)部空氣中形成還原性CO氣體。由于保護(hù)管內(nèi)空氣的不流通性,使得CO氣體的濃度越來越高,且長期存在。造成偶絲發(fā)生“擇優(yōu)”氧化,使鎳鉻合金貧鉻,正好出現(xiàn)上述故障。
     二、解決辦法
     1.加裝封頭高鋁保護(hù)管
     只要能在不銹鋼保護(hù)管內(nèi)加裝一支封頭的高鋁保護(hù)管,就可以將飛逸的碳原子同偶絲附近的空氣隔離,使問題得以解決。由于井式爐一般振動(dòng)較大,所以高鋁管同外保護(hù)管間必須填充硅酸鋁纖維減震。但工作端還必須保證小的時(shí)間系數(shù),以獲得良好的快速反應(yīng)能力。因此工作端不宜填充硅酸鋁纖維。這種方法的缺點(diǎn):制作比較困難,一般需要訂做,費(fèi)用較高,偶絲直徑>2.0時(shí),國內(nèi)沒有相應(yīng)尺寸的封頭高鋁管,運(yùn)輸和使用需要高度防震,偶的長度一般不能大于1m,太長就沒有與之匹配的高鋁管。
     2.采用雙層保護(hù)管充氣式熱電偶
     將熱處理常用氮?dú)獬淙胪獗Wo(hù)管,由內(nèi)保護(hù)管排出,內(nèi)保護(hù)管使用1Cr18Ni9Ti,工作端開缺口,達(dá)到將碳原子帶出保護(hù)管內(nèi)部,破壞發(fā)生擇優(yōu)氧化的目的。 這種方法的缺點(diǎn):掌握好N2流量比較困難,N2流量過大,會(huì)影響測溫的準(zhǔn)確性,N2流量過小,達(dá)不到防氧化的目的。但這種方法防止擇優(yōu)氧化*為有效,還可延長熱電偶的使用壽命。這種充氣式熱電偶可使用于大振動(dòng)性的地方,也可作成移動(dòng)式熱電偶,理論上可以無限長。
     3.在國產(chǎn)熱電偶非工作部位開孔
     該孔的作用是,當(dāng)保護(hù)管內(nèi)形成CO氣體時(shí),補(bǔ)充空氣,使CO氧化成為CO2,而減少CO氣體的含量,在一定程度上破壞發(fā)生擇優(yōu)氧化的條件。這種方法的缺點(diǎn):由于井式爐的爐蓋一般較厚,導(dǎo)致開孔處距熱電偶工作端較遠(yuǎn),防擇優(yōu)氧化效果不理想,但改造和安裝、維護(hù)均非常方便,費(fèi)用十分低廉。在熱電偶較短(≤500)的情況下,防擇優(yōu)氧化的效果較為明顯。
轉(zhuǎn)載自中國計(jì)量網(wǎng)

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