熱電偶的保護(hù)裝置被稱為保護(hù)套管,可以使熱電極和被測介質(zhì)不直接接觸,能防止或減少火焰和氣流的沖刷與輻射,以保證其具有較長的使用壽命。
為提高熱電偶的可靠,保護(hù)熱電極,制作高溫條件下應(yīng)用的熱電偶保護(hù)套管,材料除具備普通熱電偶要求的氣密性、穩(wěn)定性及導(dǎo)熱性外,還要求:
1、耐高溫:在熱電偶溫度測量上限時使用,不產(chǎn)生變質(zhì)和變形,在高溫下抗氧化性能好。
2、熱強性:在熱電偶使用溫度下不軟化。
3、耐蝕性:當(dāng)熱電偶保護(hù)套管必須浸入熔融金屬、玻璃、熔鹽及腐蝕性氣體中時,應(yīng)具有對這些介質(zhì)的耐蝕性。
4、一定的耐溫度劇變的性能,抗熱震的綜合性能,熱導(dǎo)高,熱膨脹小。
5、應(yīng)有足夠的機械強度,抗彎、抗壓、不易損壞。
6、導(dǎo)熱性能好,熱容量小,以便減少熱電偶測溫時的慣性,使保護(hù)管內(nèi)外的溫差不要太大。有良好的氣密性,防止被測介質(zhì)滲透到管內(nèi)腐蝕或損壞熱電極,造成誤差或經(jīng)濟損失。
7、物理化學(xué)性能穩(wěn)定,在長期使用過程中,尤其是在高溫情況下不會和被測介質(zhì)發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生對熱電極有害的氣體。
8、在對酸、堿、鹽等具有腐蝕性的介質(zhì)進(jìn)行測量時,保護(hù)管選用的材料應(yīng)能耐有害介質(zhì)的腐蝕;針對不同的測試環(huán)境選取相應(yīng)的材質(zhì)。
9、從節(jié)約成本的角度,盡可能選用價格較低的材料。
熱電偶保護(hù)套管對材料氣密性、機械強度、穩(wěn)定性、高熱性、耐高溫性、熱強性、耐腐蝕性、耐腐蝕性和一定的耐溫度劇變的性能都有要求,同時滿足這些性能要求的熱電偶保護(hù)管目前還沒有,通常用不同材料做熱電偶保護(hù)管滿足特定工況的測溫需求。熱電偶保護(hù)管通常有金屬管和非金屬管兩類,隨著材料技術(shù)和生產(chǎn)工藝的不斷發(fā)展,可供熱電偶廠家和使用單位選用的熱電偶保護(hù)管材料更加豐富。
常用保護(hù)管材質(zhì):
1、耐高溫合金耐磨:采用特殊耐熱耐磨合金材料作為測溫外保護(hù)管,內(nèi)鎧裝芯體具有高抗顆粒侵蝕腐蝕性能,可在高溫下內(nèi)化狀況。芯具有良好的保護(hù)作用。采用法蘭或螺紋連接形式,可長期測量0∽1200℃之間的溫度。
2、金屬陶瓷耐磨性:采用重結(jié)晶碳化硅金屬陶瓷保護(hù)管,耐高溫可達(dá)1300℃。配備K指數(shù)或S指數(shù)鎧裝芯,特別適用于水泥窯尾、循環(huán)流化床等耐高溫。研磨條件下的溫度測量。
3、復(fù)合鑄造耐磨合金:采用復(fù)合鎧裝技術(shù),在高溫合金基體中加入耐磨顆粒,采用精密熔鑄。無需車削加工。機殼硬度高,耐高溫氧化,鑄造缺陷少,但不影響高溫耐磨性和密封性。是最常見的耐高溫耐磨套管,價格適中,使用溫度800-1200℃。
4、碳化鎢離子注入:采用不銹鋼為基體,采用離子注入技術(shù),在套管表面注入碳化鎢顆粒。具有高硬度、高強度、高韌性,特別耐磨,耐磨層厚度0.5-1.5mm,外硬內(nèi)韌,最小直徑可達(dá)φ8,表面質(zhì)量好良好,使用溫度0-800℃。電廠磨煤機使用壽命在2年以上。
5、鐵鋁瓷保護(hù)管:鐵基含鋁,巧妙添加A12O3粉,制成具有特殊含金量的鐵鋁瓷(TLC)。將鐵鋁瓷合金制成熱電偶(電阻)保護(hù)管,成為鐵鋁陶瓷熱電偶(電阻)最關(guān)鍵的部分——鐵鋁陶瓷保護(hù)管。