Российский производитель и эксклюзивный представитель известных мировых брендов КИПиА
Российский производитель и эксклюзивный представитель известных мировых брендов КИПиА
Контактная термометрия по-прежнему является наиболее успешным средством измерения температуры для контроля промышленных процессов. Однако ее успех во многом зависит от того, насколько хорошо чувствительный элемент защищен от воздействия окружающей среды. Ниже описаны способы защиты контактных термопар от неблагоприятных условий эксплуатации в современных высокотемпературных промышленных процессах.
Для процессов, работающих при температурах выше 1000 °C, обычно используются термопары на основе платины (типы R, S и B). С улучшением характеристик термопар с минеральной изоляцией, а точнее термопар с минеральной изоляцией типа N с оболочкой NicrobellÒ, в промышленности во многих случаях появилась альтернатива термопарам на основе платины для температур до 1200–1250 °C.
При превышении пороговой температуры 1250 °C единственным выбором контактных термометров для промышленности остаются термопары на основе платины. Обычно они устанавливаются в керамические чехлы из рекристаллизованного оксида алюминия (Alsint, Rubalit, AL23 или KER 710). Распространенной практикой во многих отраслях, где температуры не слишком высоки, является использование алюмосиликатного фарфора (Pythagoras, Dimulit или KER 610), поскольку стоимость чехлов и изоляторов значительно ниже, чем у рекристаллизованного оксида алюминия. Эта практика, безусловно, не рекомендуется, так как алюмосиликатный фарфор содержит свободную двуокись кремния, которая отравляет платиновую термопару. Алюмосиликатный фарфор также содержит большое количество свободной Na2O3 (соды), которая в сочетании с малейшими следами восстановителя вызывает взаимодействие платины и фарфора. Следует также отметить, что рекристаллизованный оксид алюминия имеет гораздо большую теплопроводность, чем алюмосиликатный фарфор, что позволяет термопаре быстрее реагировать на изменения температуры.
Рекомендуется использовать для стандартных термопар с керамической оболочкой только перекристаллизованный глинозем, чтобы обеспечить максимальный срок службы и производительность. Во многих случаях применения керамические защитные оболочки термопар не выдерживают воздействия окружающей среды. Рекристаллизованный глинозем, в силу своей конструкции, очень подвержен тепловому удару и должен быть предварительно нагрет перед установкой в рабочий процесс.
Хорошо известно, что карбид кремния обладает превосходной устойчивостью к эрозионному и химическому воздействию в восстановительных атмосферах. Его использование в качестве нагревательного элемента также подтверждает его пригодность для использования в высокотемпературных приложениях. Однако в стандартной форме, поскольку он содержит свободную двуокись кремния, он легко разрушается в сильно окисляющих средах.
С появлением спеченного карбида кремния Hexoloy SA, материала из карбида кремния без свободной двуокиси кремния, теперь предлагается превосходная химическая стойкость как в восстановительных, так и в окисляющих средах.
Свойства Hexoloy SA делают его идеальным кандидатом для защитных чехлов термопар:
Области успешного применения Hexoloy SA включают: обогащение полезных ископаемых, плавка и рафинирование цветных металлов, высокотемпературные технологические печи, химические печи, рекуператоры и потоки коррозионной химической обработки. Его высокотемпературные возможности сделали его чрезвычайно эффективным в углеперерабатывающей промышленности, включая газификацию при температурах свыше 1600oC.
Еще одна доступная защитная оболочка – металлокерамика. Это композитный материал, состоящий из хрома и оксида алюминия. Эта комбинация металла и керамики демонстрирует превосходную стойкость к окислению выше 1200°C и делает материал стойким к смачиванию многими металлами и сплавами.
Он обладает высокой теплопроводностью и превосходит керамику по стойкости к термическому шоку, но все же должен быть предварительно нагрет перед погружением в расплавленные металлы.
Рекомендуется для использования в следующих технологических средах:
Поскольку фаза хрома становится реакционноспособной при повышенных температурах, металлокерамика не рекомендуется для использования в науглероживающих или азотирующих средах, а также в расплавленном алюминии. Максимальная рабочая температура непрерывного использования составляет 1400°C.
