Срок службы термопары связан с ее износом. Ухудшение является явлением старения и метаморфизма термопары. Термопары постепенно врастают в свои внутренние зерна при высоких температурах. При этом сплав содержит небольшое количество примесей, а также изменится его положение или форма. Кроме того, он также реагирует с газом в окружающей среде. Наряду с указанными выше изменениями чрезвычайно чувствительно изменяется и тепло-ЭДС термопары. Таким образом, ухудшение является неизбежным и представляет собой количественный процесс изменения .
1. Износ благородной термопары
1.1. Температура
При t > 1400 ℃ платина будет рекристаллизоваться не только для снижения предела прочности на растяжение соединительной проволоки , но и для увеличения возможности загазованности по межкристаллитной границе. Поэтому температура термопары S-типа при длительном использовании не должна превышать 1400 ℃.
1.2. Использование атмосферы
(1) Безопасен для использования с чистым воздухом, N 2 и CO 2 ;
(2) В условиях высокой температуры и вакуума платиновый полюс термопары S-типа загрязняется парами родия, что приводит к снижению термоэлектродвижущей силы. Поэтому в условиях высокой температуры и вакуума его нельзя использовать в виде оголенного провода термопары в течение длительного времени. Необходимо добавить защитную трубку .
(3 ) Снижение атмосферы
А. Из-за малого атомного радиуса водорода проникновение чрезвычайно сильное. Он может проникать почти во все защитные трубки при высокой температуре, что может не только сделать платину хрупкой, но и вступить в реакцию с платиной, понизив ее температуру плавления ;
B. Присутствие углерода или карбида может реагировать с платиной с образованием карбидов, таких как карбид платины, и становиться хрупким ;
C. Если огнеупор содержит соединения таких элементов, как Se, P, S, As, Pb, Al, Zn, Cd, Sn и т. д., они будут восстанавливаться восстановительными газами и образовывать соединения или легкоплавкие сплавы с Pt, которые заставляет Pt быстро становиться хрупким или ломаться.
2. Износ термопары из неблагородного металла . _
Износ термопары типа K во многом связан с состоянием поверхности стержня Ni-Cr. Следовательно, его можно разделить на два типа: нормальный износ и ненормальный износ в зависимости от состояния поверхности. Различные причины износа по-разному влияют на термоэлектродвижущую силу, и направление прямо противоположно. Направление нормального ухудшения положительное, а направление аномального ухудшения отрицательное .
2.1. Нормальное ухудшение _
Проволока горячего электрода Ni-Cr образует на своей поверхности плотную защитную пленку Cr2O3, которая обеспечивает превосходную защиту внутреннего сплава. Процесс износа идет медленно, а его термоэлектрический потенциал изменяется в положительную сторону . Индикация температуры развивается в более высоком направлении.
2.2. Аномальное ухудшение _ _
Износ, вызванный неправильным технологическим процессом изготовления термопары, которая не полностью формирует защитную пленку Cr 2 O 3 на поверхности, а образует часть сложного оксида NiCr 2 O 4 со структурой шпинели. По сравнению с Cr 2 O 3 NiCr 2 O 4 имеет более рыхлую структуру, а комбинация термоэлектродной проволоки отличается от других.тоже не солидно. Поэтому при использовании при высокой температуре скорость окисления очень высока. Более того, в процессе нагревания и охлаждения оксидная пленка также будет трескаться или отслаиваться, тем самым еще больше способствуя окислению. Результат проходит высшую точку за очень короткое время и меняется в отрицательную сторону .
2.3. Ухудшение состояния , вызванное неподходящими условиями использования _ _
( 1) Селективное окисление хрома
При низком парциальном давлении кислорода происходит селективное окисление хрома в никель-хромовых полюсах. Это вызывает появление на поверхности зеленого оксидного слоя, который часто называют «зеленой коррозией». Этот избыточный тепловой потенциал из-за пониженного содержания хрома стал ограничивающим фактором в долгосрочном использовании термопары К-типа.
Если используемый газ чистый, срок службы термопары может быть продлен из-за отсутствия кислорода в системе. Однако, если на поверхности термопарной проволоки уже есть оксидный слой, он все равно будет обеспечивать достаточное количество кислорода для селективного окисления хрома. Поэтому при нанесении в неокисляющей атмосфере используйте чистую, полированную соединительную проволоку. В то же время следует по возможности избегать использования в инертном газе со следами кислорода или в атмосфере с очень низким парциальным давлением кислорода. Когда отношение длины защитной трубки к диаметру трубки велико (защитная трубка тонкая) ,из-за плохой циркуляции воздуха, вызванной недостатком кислорода, остаточный кислород все еще может обеспечивать условия для селективного окисления хрома. Это может быть использовано для увеличения диаметра защитной трубки или использования абсорбента для предотвращения окисления.
(2) Феномен
А. Нормальная поверхность проволоки термоэлектрода имеет серебристо-серый металлический блеск (не окислена). После окисления на поверхности или под поверхностным слоем появляются зеленые чешуйки ;
B. Если изгибаемая проволока горячего электрода станет хрупкой из-за избирательного окисления, ее поверхность растрескается ;
C. Положительный электрод немагнитен и станет магнитным после окисления ;
D. Термоэлектрический потенциал создаст от 10°C до 100°C за очень короткое время отрицательного отклонения.
( 3 ) Влияние восстановительной атмосферы _
Снижение концентрации хрома за счет науглероживания и селективного окисления хрома при высокой температуре явилось основной причиной износа термопары К-типа. В этой восстановительной атмосфере происходит растрескивание поверхности никель-хромового полюса и отслоение поверхностного слоя из - за осаждения свободного углерода. Внутреннее окисление также протекает быстро, и концентрация хрома значительно снижается.
3. Износ вольфрам - рениевой термопары .
3.1. Влияние различных атмосфер _ _ _ _
(1) Вольфрам-рениевая термопара стабильна в инертной атмосфере и в сухом водороде с высоким термоэлектрическим потенциалом ;
(2) Вольфрам-рениевая термопара подходит для высокотемпературных вакуумных условий. В тех же условиях вольфрам-рениевая термопара (5/26) более стабильна и имеет более длительный срок службы, чем платино-родиевая термопара ;
(3) В высокотемпературной атмосфере углерода вольфрам-рениевая термопара и изоляционный материал будут взаимодействовать с углеродом, образуя сложные соединения и эвтектику, делая соединительную проволоку хрупкой, более низкая температура плавления и отложенный углерод вызовут короткое замыкание термопары, вызывая термодинамический дрейф ;
4. Интенсивное улетучивание продуктов окисления на воздухе приводит к быстрому разрыву защитного оксидного слоя, образовавшегося в начале окисления, так что управляющая стадия процесса окисления меняется с диффузии кислорода через оксидную пленку на химическая реакция на границе раздела металла или оксида, проявляющая катастрофический закон окисления. При высокой температуре и низком парциальном давлении кислорода оксидная пленка вольфрам-рениевой проволоки горячего электрода вступает в реакцию спекания, образуя более плотную двухслойную структуру оксидной пленки и, таким образом, скорость ее коррозии снижается.
3.2. Высокотемпературная стабильность термоэлектрического потенциала _ _ _ _ _
Термоэлектрический потенциал вольфрам-рениевой термопары может резко меняться при высокой температуре. Причина не в избирательном окислении легирующих элементов, а в полном окислении определенного электрода в термопаре, что приводит к качественному изменению свойств материала, что приводит к принципиальному изменению соответствующих термоэлектрических свойств. характеристики; из-за окисления вольфрам-рениевого сплава образуется ReO 3обладает высокой электропроводностью, благодаря чему термоэлектрический потенциал все же появляется в цепи термопары после выхода из строя; во-вторых, сопротивление и электродвижущая сила вольфрам-рениевой термопары имеют характеристики одновременной мутации. Следовательно, можно предсказать срок его службы, измерив изменение сопротивления.
4. Износ термопар печей науглероживания и меры противодействия
4.1. Проблемы
(1 ) Короткий срок службы термопары и большое отклонение
A. Срок службы составляет всего 1-2 недели.
B. Направление дрейфа термопары является отрицательным отклонением, небольшая небрежность легко может произойти при аварии с перегоранием заготовки.
(2 ) Сильная коррозия термопары
После использования термопара К-типа стала белой на отрицательном полюсе и зеленой на положительном полюсе ближе к концу измерения. Даже при использовании соединительной проволоки американского производства срок службы печи науглероживания очень короткий.
4.2. Методы
(1) Замените защитную трубку из нержавеющей стали трубкой из жаропрочной стали.
(2) Предотвращение инфильтрации восстановительного газа с помощью твердотельной термопары композитного трубчатого типа.
Поддерживается сеть IPv6