高温热电偶保护套管材料

　　随着科技的进步,温度测量技术亦得到迅速发展。已形成从点到线、由线到面;由表及里;从有线到无线的发展趋势。在接触式与非接触式两大类产品中,量大面广的接触式热电偶在现代技术发展中得到了快速的发展。热电偶因其性能稳定、准确可靠、结构简单、使用方便、测温范围广、信号可远传等优点,在工业生产和科学研究等领域中已成为应用最广泛的感温元件。在其测温过程中,热电偶保护套管发挥着重要作用。保护管材料性能影响热电偶长期稳定性、使用寿命等各项性能指标。特别是在高温下工作的热电偶,对其材料有更加高的要求。比如钢水连续测温度,热电偶套管不但要承受高温,还要受到炽热钢水的腐蚀和冲击。而在循环流化床锅炉中测温时,不但有高温氧化和高温腐蚀,还有流动性粉体的高温冲蚀磨损。

　　如此恶劣的工作环境对套管材料是严峻的考验,也给工程技术人员出了一道难题———如何经济实用的解决高温环境下的热电偶套管的失效问题。

　　1　高温护套材料的性能

　　制作高温条件下应用的热电偶保护套管,材料除具备普通热电偶要求的气密性,机械强度,稳定性,导热性外,还要求:

　　(1)耐高温:在热电偶温度测量上限使用,不产生变质和变形,在高温下抗氧化性能好。

　　(2)热强性:在热电偶使用温度下不软化。

　　(3)耐蚀性:当热电偶保护管必须浸入熔融金属、玻璃、熔盐及腐蚀性气体中时,应具有对这些介质的耐蚀性。

　　(4)要求一定的耐温剧变的性能,抗热震的综合性能,热导高,热膨胀小。

　　2　高温护套材料的分类

　　2·1　金属类

　　特点是机械强度高,韧性好,抗渣性好;但耐高温性却不够好,易受到腐蚀。常用的金属材料保护套管如表1。

　　2·2　非金属类

　　其特点是:耐高温、抗氧化,但不抗冲击,比较脆易碎,导热性不理想,热响应敏感性差。因此,一般要求管壁比较薄,带来一系列问题。常用的非金属保护管材料如表2。

　　2·3　复合材料类

　(1)金属陶瓷

　　金属陶瓷是由一种金属或合金与另一种或者几种陶瓷采用粉末冶金的方法组成的复合材料。其特点是综合了陶瓷材料的耐磨、耐高温、抗氧化,又有金属材料的高强度,但热冲击性能差。一般适合在液态金属中使用,如铁水、钢液、有色金属熔体等。再者对于一些要求高温耐磨的材料所制造的保护管来说,适合于在沸腾炉、循环流化床锅炉、水泥回转窑窑尾烟室测温热电偶,球磨机、风扇磨、磨煤机等出口及管道测温的地方使用。