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钨铼热电偶防氧化技术与应用
点击次数:558 发布时间:2016-04-06

  目前在测量1600℃以上的温度时,采用较多的方法是非接触法,但是,这种测量的方法误差比较大,要想准确地测出真实温度,的方法还是使用接触法。在高温热电偶中,高温贵金属热电偶(铂铑热电偶)的价格昂贵且zui高温度也只能达到1800℃,有一定的局限性,然而钨铼热电偶不仅测温上限高,而且它的稳定性也非常好,因此,钨铼热电偶广泛应用于各种行业。
1、防氧化技术
  为了能够使钨铼热电偶在氧化性气氛中使用,我们可以在保护管内制造出非氧化气氛,或者使它能够在氧化损坏前完成测温使命,下面对钨铼热电偶的防氧化技术的方法做以介绍。
1.1涂层保护法
  以前采用zui多的方法是在钨铼热电极丝的表面上形成涂层,用于隔绝空气以达到防氧化的目的。然而存在的问题是,无法找到与热电极丝热膨胀系数一致的涂层材料,结果在较短时间内,基体上的涂层就会脱落下来,完全丧失了它的保护作用,使钨铼热电偶被氧化,因此这种方法不可取。
1.2抽空密封保护法
  采用石英保护套管,将热电极丝装入管内,然后抽空石英管并进行密封,为热电极丝创造出一个在真空条件下良好的工作环境。但是采用这种方法制备的钨铼热电偶,使用温度受到石英套管耐火度的限制,一般情况下只能达到1100℃,完全达不到钨铼热电偶的测温范围。
1.3抽空充气密封保护法
  把带有热电极丝的刚玉套管抽空,再将氩气等气体充入套管后进行密封,然而这样就形成了不可拆卸的热电偶,限制了它的使用。
1.4充填密封保护法——实体型防氧化技术
  将钨铼热电偶的电极丝装入刚玉套管内,再用惰性及其他物质将保护套管内空隙填充,然后把开口端进行密封,这样就形成了实体型防氧化结构,为钨铼热电偶创造出了一个良好的工作环境。
以前国内钨铼热电偶防氧化应用技术的研究,几乎都采用抽空法或抽空充气密封保护法,尤其是电真空行业拥有成套的抽真空设备和成熟的密封技术用于钨铼热电偶防氧化技术。现在采用不抽空反而填充,实体化后再密封技术,这种方法使钨铼热电偶的防氧化技术达到了理想效果。
对于实体型防氧化技术,说起来很简单,有人认为只要用惰性物质填充密封即可,有的甚至将填料装错了位置,使用效果非常不好,严重影响钨铼热电偶的测温精度。
抽空充气密封保护法与充填密封保护法相比较:两种方法所采用的原理相似,作用与效果很接近,但是,充填法的生产设备投资少,成本较低,成品率较高;而且热电性能稳定,响应速度快,使用寿命长,抗振与耐热冲击性强,安全可靠,因此充填密封保护法是优于抽空充气密封保护法的。
2、钨铼热电偶的应用
  钨铼热电偶作为廉金属热电偶,在我国这样的贫铂国家有着极大的应用市场。只是钨铼热电偶合金极易氧化,限制了其在空气及其他氧化性气氛中的应用。
2.1国产钨铼热电偶的不均匀性与精度
  国产钨铼热电偶分度表已完全与国际接轨,而且钨铼热电偶的热电性能也完全达到国际标准,测量精度也达到了国外先进水平。
我国钨铼热电偶丝材标准规定,整卷(盘)热电偶丝正极或负极在1200℃不均匀热电动势不得超过80μV。我们对同一批钨铼热电偶的电极丝WRe(5/26)头、中、尾部分别取样,然后在Zn、Al、Ag、Cu点检定。
结果表明,同一批钨铼热电偶电极丝的不均匀性,随着温度的升高而增大,即温度越低偏差越小,温度越高偏差越大。
2.2钨铼热电偶应用注意事项
(1)防氧化钨铼热电偶并不能完全取代铂铑热电偶。它可以部分取代铂铑热电偶,这种取代是有条件的,即环境适合钨铼热电偶而不适合铂铑热电偶。例如,在真空、还原性气氛环境中,钨铼热电偶的使用寿命通常会比铂铑热电偶寿命长。在高温强氧化气氛下,例如,生产刚玉制品的炉窑温度高达1800℃,采用B型热电偶难以在1800℃下长期工作;但用防氧化钨铼热电偶的寿命可达100小时,完全超过了B型热电偶。
通过现场实际应用表明,实体型防氧化钨铼热电偶可部分替代B型和S型热电偶,用于工业过程的温度检测是可行的,其技术性能是稳定的,检测数据是可靠的;而且价格便宜,好管理,具有显著的经济与社会效益。
(2)钨铼热电偶使用寿命与使用条件、操作人员的素质密切相关。预估钨铼热电偶使用寿命比普通热电偶更难。陶瓷厂烧结刚玉管温度为1800℃,但因钨铼热电偶安装、拆卸频繁,使用寿命不会太长。而烧结透明Al203的温度高达1850℃,但因钨铼热电偶始终处在无振动的恒温状态,使用寿命长达半年以上。这说明虽然在高温下钨铼热电偶不可避免地发生了再结晶,但只要不动它,使用寿命仍很长。而且不断地结晶、改进,使用寿命还可以提高。
(3)WRe5/26是钨铼热电偶系列的主导产品。为防止电极丝变脆,在钨铼热电偶的两极加入一定量的铼,从而大大提高了它的机械强度,当温度加热至1650℃时仍不变脆。而且,钨铼热电偶丝在经过退火处理后,还解决了初期热电动势漂移问题。现在已经将WRe5/26逐渐取代了WRe0/26和WRe3/25,并成为钨铼热电偶系列的主导产品。因此,采用WRe5/26热电偶是的选择。
  通过现场应用实践充分证明,钨铼热电偶的实体型防氧化技术具有明显优越性,因此,实体型防氧化技术是防钨铼热电偶氧化的选择。检定人员在通过钨铼热电偶进行测温时一定要精心使用,防止人为损坏,减少它的使用寿命。

 

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