{tabs type=tabs}
{tab title=Термопары}
{tab title=Термопары}
Термоэлектродная проволока используется для изготовления термопреобразовательных элементов, которые измеряют температуру в печах. Максимальная температура, которую может измерять проволока, напрямую зависит от толщины термопарной проволоки.
Термопары - прибор для измерения температуры, который состоит из двух разнородных металлов, соединенных вместе в конце зондирования. Различные термопары типа (Алюмель, Хромель, Копель,Константан, Вольфрамо-рениевая проволока) используют различные сплавы металлов.
Изоляция проводов термопары имеет цветовую маркировку для идентификации. Отрицательный провод в изолированных проводах термопары красный. Положительный провод имеет разный цвет термопар.
{/tab}
{tab title=Алюмель}
Алюмель НМЦАк 2-2-1 – сплав, состоящий из следующих элементов: Ni (93-96%); Al (1,8-2,5%); Mn (1,8-2,2%); Si (0,8-1,2%). Удельное электрическое сопротивление 3,2·10-8 Ом·м, температурный коэффициент линейного расширения 13,7·10-6 °C-1, плотность 8480 кг/м3, температура плавления 1430-1450 °C. Из сплава изготовляют проволоку для термопар.
Алюмель - сплав, применяемый в пирометрии в качестве отрицательного термоэлектрода термопарыхромель-алюмель, а также в виде компенсационных проводов. Химический состав Алюмель (в %): 1,8—2,5 алюминия; 0,85—2,0 кремния; 1,8—2,2 марганца; остальное — никель и кобальт, причём кобальт присутствует как примесь в никеле, и для обеспечения требуемого значения термоэдс его содержание должно быть в пределах 0,6—1,0%. Термопарами с Алюмель пользуются для измерений температуры до 1000°С. Свыше 1000°С при длительных выдержках изменение термоэдс становится весьма заметным. Разработаны и применяются сплавы Алюмель, легированные 0,06—0,1% цирконияили 0,06% циркония + 0,005—0,03% бора и др. Легирование Алюмель существенно увеличивает пластичность (при 600—1100°С) и длительную прочность (при 700—900°С), а также повышает стабильность термоэдс при температурах до 1250—1300°С.
| Ni+Co | Fe | C | Si | Mn | Co | Al | Примеси |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 91.5 - 95.15 | ≤ 0.3 | ≤ 0.1 | 0.85 - 1.5 | 1.8 - 2.7 | 0.6 - 1.2 | 1.6 - 2.4 | всего 0.7 |
| Физические свойства алюмели НМцАК2-2-1 | |
|---|---|
| Твердость, сплав мягкий | HB 10 -1 = 130 МПа |
| Твердость, сплав твердый | HB 10 -1 = 250 - 300 МПа |
| Температура плавления, °C: | 1440 |
| Температура горячей обработки, °C: | 1250 - 1000 |
| Температура отжига, °C: | 900 - 950 |
Цены на жаропрочные сплавы.
Чтобы сделать заказ, свяжитесь с нами.
{/tab}
{tab title=Хромель}
Хромель Т НХ 9,5 - сплав, состоящий из следующих элементов: Cr (8,7-10%); Ni (89-91%); примеси Si, Cu, Mn, Co. Плотность сплава хромель 8710 кг/м3, температура плавления сплава хромель 1400-1500 °C, температурный коэффициентлинейного расширения сплава хромель 12,8·10-6 °C-1, удельное электрическое сопротивление сплава хромель 0,66 мкОм·м. Из сплава хромель изготовляют проволоку длятермопар.
Хромель - сплав никеля с хромом, обладающий благоприятным сочетанием термоэлектрических свойств и жаростойкости. Содержит около 10% Cr, около 1% Со, а также примеси (до 0,2% С и до 0,3% Fe). Хромель характеризуется достаточно большим и почти прямолинейным изменением термоэдс (ТЭДС) в широком интервале температур. ТЭДС термопары хромель — платина при температурах спаев 1000 и 0 °С — около 33 мв. Хромель имеет постоянное значение ТЭДС при длительной работе на воздухе в интервале температур 20—1000 °С; при более высокой температуре эксплуатационная надёжность сплава снижается. Хромель изготовляется в виде проволоки и применяется в паре с алюмелем в качестве положительного термоэлектрода термопары хромель — алюмель, которая используется при измерении температуры. Хромель применяется также в качестве компенсационных проводов. В России выпускают Хромель марок НХ9,5 и НХ9.
| Ni+Co | Fe | C | Si | Mn | Co | Al | Примеси |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 87.4 - 90.4 | ≤ 0.3 | ≤ 0.2 | ≤ 0.4 | ≤ 0.3 | 9 - 10 | 0.6 - 1.2 | 1.4 |
| Твердость, сплав мягкий | HB 10 -1 = 300 МПа |
| Твердость, сплав твердый | HB 10 -1 = 150 - 200 МПа |
| Температура плавления, °C: | 1435 |
| Температура горячей обработки, °C: | 1200 - 1000 |
| Температура отжига, °C: | 800 - 900 |
Цены на жаропрочные сплавы.
Чтобы сделать заказ, свяжитесь с нами.
{/tab}
{tab title=Копель}
Копель — сплав, состоящий из следующих элементов: Ni (43—44%); Fe (2—3%); остальное Cu.
Копель, медно-никелевый сплав, содержащий ~43% Ni и ~0,5% Mn. По химическому составу, физическим и механическим свойствам Копель близок к константану, температура плавления Копель около 1290°С. Из всех медно никелевых сплавов Копель обладает максимальной термоэлектродвижущей силой в паре с хромелем (около 6,95 мв при 100°С, 49,0 мв при 600°С). Применяется главным образом в пирометрии в качестве отрицательного термоэлектрода термопар при измерении температур до 600°С, э. также в качестве компенсационных проводов. В России изготовляется Копель марки МНМц 43—0,5.
Плотность сплава 8900 кг/м3, температура плавления 1220—1290 °C, температурный коэффициент линейного расширения 14·10−6°C−1, удельное электрическое сопротивление 0,5 мкОм·м. Обладает высокой термоэлектродвижущей силой в паре со многими металлами и применяется для изготовления электродов термопар.
| Ni+Co | Fe | C | Si | Mn | Cu | Примесей |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 42.5 - 44 | ≤ 0.15 | ≤ 0.1 | ≤ 0.1 | 0.1 - 1 | 54.4 - 57.4 | всего 0.6 |
| Твердость, сплав мягкий HB 10 -1 | = 85 - 90 МПа |
| Твердость, сплав твердый HB 10 -1 | = 185 МПа |
| Температура плавления, °C: | 1290 |
| Температура горячей обработки, °C: | 1000 - 1150 |
| Температура отжига, °C: | 800 - 850 |
Цены на жаропрочные сплавы.
Чтобы сделать заказ, свяжитесь с нами.
{/tab}
{tab title=Константан}
Константан — термостабильный сплав на основе меди (Cu) (около 59%) с добавкой никеля (Ni) (39—41%) и марганца (Mn) (1—2%).
Сплав имеет высокое удельное электрическое сопротивление (около 0,5 мкОм·м), минимальное значение термического коэффициента электрического сопротивления, высокуютермоэлектродвижущую силу в паре с медью, железом, хромелем.
Константан медно-никелевый сплав, характеризующийся слабой зависимостью электрического сопротивления от температуры. Выпускаемый в России Константан содержит 39—41% никеля, 1—2% марганца, остальное — медь. Удельное электрическое сопротивление Константан при 20°С >> 0,48 мком×м, температурный коэффициент электрического сопротивления после специально термической обработки (стабилизирующий отжиг) составляет около 2×10-6 1/К. температура плавления 1260°С. Константан применяется в электротехнике для изготовления реостатов, элементов измерительных приборов и др. Недостаток Константан— большая термоэлектродвижущая сила (около 39 мкв/К) в контакте с медью. Поэтому Константан редко используется в приборах высокого класса точности — случайный нагрев клемм контакта приводит к появлению в электрической цепи тока, искажающего показания прибора. Обычно в наиболее ответственных случаях применяется манганин. С медью или железом Константан образует термопару, пригодную для измерения температур до 500° С.
Температурный коэффициент линейного расширения 14,4·10−6 °C−1. Плотность 8800—8900 кг/м3, температура плавления около 1260 °C. Хорошо поддаётся обработке. Идёт на изготовление термопар, активного элемента тензодатчика, реостатов и электронагревательных элементов с рабочей температурой до 400—500 °C, измерительных приборов высокого класса точности.
| Ni+Co | Fe | C | Si | Mn | Cu | Примеси |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 39 - 41 | ≤ 0.5 | ≤ 0.1 | ≤ 0.1 | 1 - 2 | 56.1 - 60 | всего 0.9 |
| Твердость, сплав мягкий HB 10 -1 | 380-480 МПа |
| Твердость, сплав твердый HB 10 -1 | 620-720 МПа |
| Температура плавления, °C: | 1350 |
| Температура горячей обработки, °C: | 1170 - 920 |
| Температура отжига, °C: | 870 - 950 |
Цены на жаропрочные сплавы.
Чтобы сделать заказ, свяжитесь с нами.
{/tab}
{tab title=Вольфрам-рениевая проволока}
Вольфрам-рениевые термопары ВР 5 / 20 и ВР 10 / 20 обладают высокой механической стойкостью и стабильностью характеристики в восстановительной и нейтральной атмосферах, а также и в вакууме до 2000 С. Присутствие паров металла в контролируемой среде приводит к изменению характеристики.
Нестабильность вольфрам-рениевых термопар увеличивается с уменьшением содержания рения в термоэлектродах. Для работы в вакууме при температурах 1800 С и выше рекомендуется применять термозлектроды с возможно большим диаметром.
При работе вольфрам-рениевых термопар в среде азота наблюдается увеличение содержания рения на поверхности термоэлектродов. Этот процесс начинает идти при температуре выше 500 С. При более высоких температурах (1100 С) процесс взаимодействия азота с вольфрам-рениевыми термоэлектродами усложняется.
При изготовлении высокотемпературной вольфрам-рениевой термопары необходимо обеспечивать чистоту, отсутствие пыли, а также тщательное удаление всех органических загрязнений, в том числе от рук. Все это, конечно, делает производство термопар более дорогостоящим.
Внутри подвижного столика проходит вольфрам-рениевая термопара, упирающаяся в дно тигля.
Температуру пайки в среде сухого и увлажненного водорода измеряют с помощью специальных вольфрам-рениевых термопар; в случае сухого водорода - термопарами ТВР-0777, увлажненного (с избыточным давлением до 0 04 МПа) - термопарами ТВР-1338. Рабочий спай термопары после 200 ч работы при максимальной температуре возобновляют. Термопары помещены в молибденовыйгерметичный кожух, а при эксплуатации свыше 100 С их заключают в водоохлаждаемый чехол из коррозионно-стойкой стали.
Температура слоя измерялась и регулировалась при помощи вольфрам-рениевой термопары типл ВР-5 / 20, подключенной к электронному автоматическому регулирующему потенциометру типа ЭПД-12, соответствующей градуировки.
В ядерной энергетике чаще всего применяются термопары двух типов, оба с неорганической изоляцией: термопары типа К, используемые до температур 1100 С, и вольфрам-рениевые термопары. Теперь стало ясно, что загрязнения в процессе производства являются одной из важнейших причин повреждений и смещения характеристик при высоких температурах. В частности, очень важна чистота огнеупорных материалов не только в их толще, но и на поверхности. Бомбардировка нейтронами оказывает сильное влияние на превращение элементов материалов термопары и приводит к изменению состава в области температурного градиента, что очень трудно учесть. Таким образом, показания термопары оказываются сильно зависящими от взаимного расположения градиента температуры и градиента концентрации. Для измерения температуры до 2000 С в нейтральных или восстановительных средах применяются вольфрам-молибденовые термопары, а до 2500 - 3000 С - вольфрам-иридиевые или вольфрам-рениевые термопары, а также полупроводниковые, основу которых составляет борированный графит. В последних термопарах стержень из борированного графита приваривается к дну трубки из силицида молибдена или карбида титана. Одним термоэлектродом является стержень, а вторым - трубка.
Термопары из неблагородных металлов и их сплавов применяют обычно для измерения температур до 1000 С. Для определения температуры от 1000 до 1750 С используют, как правило, термопары из благородных металлов платиновой группы, поскольку при высоких температурах увеличивается подвижность и активность атомов материалов термопары и вследствие этого увеличивается нестабильность ее характеристики. Для измерения температур выше 1750 С применяют термопары из жароупорных металлов и их сплавов - иридия, вольфрама, тантала, ниобия, молибденита, рения. Например, молибден-рениевые и вольфрам-рениевые термопары позволяют измерять температуру до 1800 С с погрешностью около 1 5 %, а индий-вольфрамовые - до 2300 С. Кратковременные измерения температур до 1000 С производят с помощью вольфрамо-молибденовых термопар, имеющих низкую чувствительность (10мВ / С) и малую стабильность.
Вследствие этого взаимодействия, которое происходит главным образом с поверхности образца, наблюдается резкое увеличение содержания Re на поверхности. Таким образом, азот является весьма нежелательной примесью в среде, в которой работаютвольфрам-рениевые термопары.
Вакуумная печь представляет собой сварную конструкцию цилиндрической формы с нагревателем из вольфрамовых прутков, окруженных теплоотражаю-щими металлическими экранами. Печь имеет систему водяного охлаждения. Измерение температуры осуществляется вольфрам-рениевой термопарой, вакуумный ввод которой расположен в корпусе печи. Для измерения деформации образца с помощью катетометра КМ-6 в корпусе печи имеется окно, герметически закрытое кварцевым стеклом.
Вольфрамовая толстая трубка с одной стороны ограничена тонким вольфрамовым донышком, а с другой - эластичным сильфоном. Этот элемент под вакуумом заполняется жидким цезием и отпаивается. Внизу ячейки расположен точечный измерительный объем. Чтобы избежать конвекции, свободный объем заполняется спиралями из вольфрамовой проволоки. Исследуемый металл предварительно активировался в реакторе медленными нейтронами. Для регистрации j - квантов использовался сцинтиллятор и далее фотоумножитель. Число импульсов с детектора (пропорциональное плотности) и температура, измеряемая вольфрам-рениевой термопарой, фиксировались в цифровом виде для последующей обработки.
Целесообразно использовать вольфрам-рениевые термопары диаметром 0,3 - 0,4 мм.
Цены на жаропрочные сплавы.
Чтобы сделать заказ, свяжитесь с нами.
{/tab}
{/tabs}
Компания Ренал-Д поставляет со склада в Днепропетровске:
- Алюмель;
- Хромель;
- Копель;
- Константан;
- Вольфрамо-рениевая проволока.
Комментариев нет:
Отправить комментарий