คุณสมบัติต้านอนุมูลอิสระของเทอร์โมคัปเปิลเปิดเผย: การเลือกใช้วัสดุเป็นตัวกำหนดอายุการใช้งานของการวัดอุณหภูมิทางอุตสาหกรรม

ในการตั้งค่าทางอุตสาหกรรมที่มีอุณหภูมิสูง- ความต้านทานต่อออกซิเดชันของเทอร์โมคัปเปิลส่งผลโดยตรงต่ออายุการใช้งานของอุปกรณ์และความแม่นยำในการวัด วัสดุที่แตกต่างกันแสดงคุณลักษณะด้านประสิทธิภาพที่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญในสภาพแวดล้อมออกซิไดซ์ และการเลือกที่ไม่ถูกต้องอาจนำไปสู่การเปลี่ยนบ่อยครั้งหรือแม้กระทั่งอุบัติเหตุในการผลิต บทความนี้นำเสนอ-การวิเคราะห์เชิงลึกเกี่ยวกับคุณสมบัติต้านทานการเกิดออกซิเดชันของวัสดุเทอร์โมคัปเปิลกระแสหลัก และมุ่งเน้นไปที่-เทคโนโลยีการป้องกันที่ล้ำหน้าในอุตสาหกรรม

I. เทอร์โมคัปเปิลของโลหะมีค่า: สุดยอดการป้องกันต่อ-การเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูง

ซีรีส์แพลตตินัม-โรเดียม (ประเภท S, ประเภท R, ประเภท B) ด้วยการใช้ประโยชน์จากความต้านทานการกัดกร่อนตามธรรมชาติของโลหะมีค่า จึงกลายเป็น "มาตรฐานทองคำ" สำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิสูง-สูง-เป็นพิเศษ:

ประเภท S (แพลตตินัม-โรเดียม 10-แพลตตินัม): ความเสถียรที่ดีเยี่ยมในบรรยากาศออกซิไดซ์และเฉื่อย โดยทนอุณหภูมิ 1400 องศาเป็นระยะเวลานาน อย่างไรก็ตาม อิเล็กโทรดแพลทินัมมีแนวโน้มที่จะ "ปนเปื้อนซิลิคอน" เมื่อสัมผัสกับไอซิลิคอนหรือไอโลหะ ทำให้เกิดความล้มเหลว

ประเภท B (แพลตตินัม-โรเดียม 30-แพลตตินัม-โรเดียม 6): โครงสร้างแพลตตินัม-โรเดียมคู่ช่วยหลีกเลี่ยงข้อบกพร่องในการเคลื่อนตัวของขอบเขตเกรน โดยมีความต้านทานอุณหภูมิสูงสุด 1800 องศา อายุการใช้งานในสภาพแวดล้อมออกซิไดซ์ยาวนานกว่า Type S ถึง 60% แต่ความไวจะต่ำที่อุณหภูมิต่ำและต้นทุนสูง

จุดอ่อนร้ายแรง: ประสิทธิภาพลดลงอย่างมากในการลดบรรยากาศ (ประกอบด้วย H₂ และ CO) ซัลไฟด์สามารถสร้าง-ยูเทคติกส์ที่มีจุดหลอมเหลว-ต่ำด้วยแพลตตินัม ซึ่งทำให้สายไฟขาด

ครั้งที่สอง เทอร์โมคัปเปิลโลหะฐาน: แนวทางแบบลำดับขั้นเพื่อต้านทานการเกิดออกซิเดชัน

เทอร์โมคัปเปิลที่เป็นโลหะพื้นฐานครองตลาดอุตสาหกรรม แต่ความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันมีประสิทธิภาพสาม-:

ประเภท N- (NiCrSi-NiSilicon): ดาวรุ่งพุ่งแรงที่มีความต้านทานต่อออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูง-

ด้วยการเติมโครเมียม 14.4% และซิลิคอน 1.4% เพื่อสร้างฟิล์ม Cr₂O₃ ออกไซด์ที่มีความหนาแน่น ความต้านทานการเกิดออกซิเดชันที่ 1300 องศาจะสูงกว่าประเภท K- ถึง 3 เท่า

สามารถแก้ปัญหา "การกัดกร่อนสีเขียว" ได้อย่างสมบูรณ์ (การเคลื่อนตัวที่อาจเกิดขึ้นจากการเกิดออกซิเดชันของขอบเขตเกรน) ที่ 400~900 องศา ทำให้ยืดอายุการใช้งานได้นานกว่า 2 ปี

Type K (NiChromium-NiSilicon): ดาบสองคม-ที่คุ้มค่า-

ด้วยปริมาณโครเมียมเพียง 10% ฟิล์มออกไซด์มีแนวโน้มที่จะแตกร้าวสูงกว่า 1,000 องศา และการแทรกซึมของกำมะถันทำให้เกิด "การเปราะของกำมะถัน" และการแตกหักของสายไฟ

การเกิดออกซิเดชันแบบเลือกสรรเกิดขึ้นในช่วง 400~900 องศา (การสูญเสียโครเมียมในอิเล็กโทรดบวกและอัตราขยายของซิลิคอนในอิเล็กโทรดเชิงลบ) โดยมีค่าดริฟท์ต่อปีสูงถึง ±8 องศา

ประเภท E (ไนโครเมียม-คอนสแตนตัน) และประเภท J (Fe-คอนสแตนตัน): เฉพาะสำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิปานกลางและต่ำ

ทองแดงอิเล็กโทรดเชิงลบประเภท E- โลหะผสมนิกเกิลออกซิไดซ์อย่างรวดเร็วที่สูงกว่า 800 องศา และเหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่น้อยกว่าหรือเท่ากับ 800 องศาเท่านั้น

อัตราการเกิดออกซิเดชันของอิเล็กโทรดเหล็กประเภท J พุ่งสูงกว่า 500 องศา ซึ่งจำเป็นต้องมีการแยกออกซิเจนอย่างเข้มงวด

III. ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี: ตั้งแต่การปรับเปลี่ยนวัสดุไปจนถึงนวัตกรรมโครงสร้าง

เพื่อเอาชนะข้อจำกัดด้านวัสดุ อุตสาหกรรมได้พัฒนาเทคโนโลยีการป้องกันสามชั้น:

การเสริมไมโครอัลลอยด์: การเติมอิตเทรียม (Y) และรีเนียม (Re) ให้กับเทอร์โมคัปเปิลชนิด N- จะช่วยยับยั้งการหยาบของเกรน ซึ่งช่วยยืดอายุการใช้งานได้ถึง 60% ที่ 900 องศา ;

ท่อป้องกันคอมโพสิต: ใช้โครงสร้าง "แซนวิช"-ชั้นนอกของเซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์ (ทนทานต่อการกัดกร่อนของไอซัลไฟด์/สังกะสี) ชั้นกลางของฉนวน Al₆₀O₆₁ และชั้นในของฉนวนแมกนีเซียมออกไซด์ที่มีความบริสุทธิ์สูง-ช่วยยืดอายุการใช้งานของเทอร์โมคัปเปิลได้นานกว่า 5 ปีในเตาเผาซีเมนต์ที่อุณหภูมิ 1200 องศา

อัลกอริธึมการชดเชยแบบไดนามิก: ผสมผสานแบบจำลองการแก้ไขดริฟท์เพื่อชดเชยค่าเบี่ยงเบนการสลายตัวของออกซิเดชัน 0.3%~0.8% ในเทอร์โมคัปเปิลที่ใช้มานานกว่า 3 ปีโดยอัตโนมัติ

IV. คู่มือการเลือกใช้งานจริง: การจับคู่ที่แม่นยำตามเงื่อนไขการใช้งาน

บรรยากาศออกซิไดซ์ น้อยกว่าหรือเท่ากับ 1300 องศา : แนะนำให้ใช้ประเภท N พร้อมการป้องกันที่เพิ่มขึ้นผ่านไมโครอัลลอยด์อิตเทรียม/รีเนียม

บรรยากาศของซัลเฟอร์/คาร์บอน: มีการใช้เทอร์โมคัปเปิลทังสเตน-รีเนียมร่วมกับท่อป้องกันซิลิคอนคาร์ไบด์เพื่อปิดกั้นตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อน

บรรยากาศสุญญากาศ/ลดขนาด: Type J + 316L ปลอกสแตนเลสผสมกันเพื่อต้านทานการกัดกร่อนของ H₂/CO

สถานการณ์ที่มีความผันผวนของอุณหภูมิอย่างรุนแรง: การออกแบบผนังบางหุ้มเกราะ Type K- (ความหนาของผนังน้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.5 มม.) ช่วยเพิ่มความเร็วในการตอบสนอง

Key Warnings: Type K should be used with caution in sulfur-containing environments >1,000 องศา ; ประเภท S ควรเก็บให้ห่างจากไอระเหยของโลหะ!