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热电偶使用注意事项和处理措施

作者: 发布日期:2019-08-30 访问次数:123

  一、影响热电偶热电特性和使用寿命的因素

  1、热电极的氧化和挥发

  高温条件下,热电偶的电极表面被氧化,产生铂和铑的氧化物,这样的氧化物容易挥发,从而使电极成分发生改变,引起热电势漂移。

  2、杂质含量和分布的影响

  由于受化学提纯和冶金技术的限制,热电极中存在微量杂质且杂质分布不均匀,通过退火手段,可消除一定杂质,改善杂质分布和热电性能。

  3、高温下的电极晶粒长大

  热电偶若在超过极限温度环境下长时间使用,会使晶粒长大,导致抗拉强度下降,同时也会增加晶粒边界污染。使电极发生脆化而损坏。

  4、使用环境对热电极的沾污腐蚀

  热电偶与廉金属、碳、硅等直接接触,可造成污染。由于原子间的相互扩散作用,廉金属原子易扩散到标准热电偶的电极中去,形成低熔点的氧化物,造成热电性能不稳定。若标准热电偶在还原性气体中使用,这样的气体中含有极少量的二氧化硅,硫和碳易转化为硅。当遇到一氧化碳时。硫和碳便形成SiC2蒸气腐蚀金属铂,并形成铂的硅化物,从而发生漂移。

  5、热应力和形变应力影响

  由于在空气退火中,加热时热电极径向温度受周围空气的影响不一致,容易产生热内应力。加之在穿绝缘管时热电极有一定弯曲,均易产生内应力。因此,要提高热电偶的热电性能以延长其使用寿命。除了提高冶炼技术,减少杂质影响和不均匀分布,抑制电极的氧化和挥发外,更要注重环境因素和内应力的影响

  二、热电偶使用中应注意的事项和处理措施

  1、热电偶应避免剧冷剧热

  将热电偶直接从高温状态下取出空冷或水冷易形成冷剧,导致空气中的慢淬火效应或水冷的快淬火效应而产生淬火应力。在检定过程中,因升温过快或突然将热电偶放入高温状态下形成剧热,导致金相组织恢复滞后而产生漂移。

  2、热电偶不宜超过上限温度

  长时间使用超过上限温度使用易形成高温下的晶粒长大,造成抗拉强度下降,使电极发生机械损坏。

  3、不能将热电偶与廉金属、碳、硅等直接接触

  因为Fe、Si、C等原子会扩散到热电偶的热电极内部,沾污电极,导致电极性能变化。

  4、不能用沾有油污的手触摸热电偶的测量端等电极部分

  油脂在一定温度下会分解为碳和硫而污染电极,因此,应将手洗净或戴手套操作。

  5、要用干净的保护管保护热电偶

  不能直接将热电偶与廉金属热电偶一起检定,以防廉金属元素的污染。

  6、不能随意更换热电偶上的绝缘管

  未经处理绝缘管中含有Fe、si、C等杂质,对电极有污染作用。若绝缘管断裂,应更换干净且经高温焙烧去杂质处理的绝缘管。

  热电偶绝缘管去杂质处理:将绝缘管在强酸或王水中浸泡2h,去净酸或王水(王水对标准热电偶电极有腐蚀作用,一定要去净)。晾干后,在尽可能高的温度下焙烧3h,陶瓷绝缘管焙烧温度不得低于1300度,刚玉管绝缘管焙烧温度不得低于1500度。

  7、处理更换绝缘管后的热电偶

  更换过绝缘管的热电偶,应置于退火炉中,在1100度下退火2h,随炉冷却至室温,再按检定规程进行监督性校验,满足规程要求,便可继续使用,否则应送计量部门重新检定。

  8、严禁用廉金属丝捆扎检定贵金属热电偶

  贵金属热电偶的捆扎用0.5mm铂铑丝或纯铂丝,而捆头丝(捆测量端)用0.28mm纯铂丝:不建议用铂铑丝作捆头丝,以减轻不必要的铑元素影响。

  9、绝缘管的正负极性要标明,严禁互换

  未标明正负极的绝缘管严禁使用,防止纯铂极被铑污染;标准双铂铑热电偶的绝缘管也建议标明正负极。因为正负极含量不同,应减少不应有的渗透影响。在检定规程中此方面强调不够,应引起注意。

  10、贵金属炉和廉金属炉不应混用,防止交叉污染

  有条件的单位应分开使用,没有条件的单位,可在廉金属检定炉中加一根长约600mm、直径约16mm的瓷管或刚玉管,用以检定贵金属热电偶。在检定廉金属热电偶时,应将此管抽出。

  11、温度场测试管、保护管、耐火材料等不能在贵、廉检定炉中混用

  在廉金属炉中使用过的测试管、保护管、耐火材料等不能在贵金属炉中使用,以防廉金属的污染。

  12、应注意标准热电偶的运输和保存

  标准热电偶应保存在长约1m的玻璃管中,尽量避免弯曲、折叠,减少应力影响。

  13、不宜在还原气体中使用标准热电偶

  如果需要使用,需套对标准热电偶有保护作用的保护管。保护管应清洁且对标准热电偶无污染作用。


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