[发明专利]耐高温、耐腐蚀的热电偶保护管及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种热电偶保护管，尤其涉及一种耐高温、耐腐蚀的热电偶保护管及其生产方法。

背景技术

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。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。据有关数据统计，热电偶在正常的测量范围内，其损坏率的高低直接取决于保护管材料性能的优异。因此，在实际使用中保护管是影响热电偶使用寿命的最关键因素。

热电偶保护管主要有两种用途，一是防止遭受机械损坏；二是保护热电偶免受被测介质化学腐蚀、不受氧化气氛或还原气氛的有害影响，使热电偶尽可能处于接近其最佳气氛中。因此热电偶必须加以保护，使之不受不良气氛的侵害。热电偶保护管按其材质可分为三种：

（1）金属：机械强度高、导热性能好、应用非常广泛，但工作温度较低。

（2）非金属：多在1000℃以上温度测量时采用，耐热性能好，震性差、导热性差，不易加工安装。

（3）金属陶瓷：由于金属材料力学强度高，但不耐高温；非金属材料耐高温，但机械强度低。

目前，国内失蜡精铸件生产中采用的制壳工艺有以下3种：（1）水玻璃型壳; （2）复合型壳; （3）硅溶胶型壳。上述三种制壳工艺存在的主要问题如下：

1)水玻璃粘结剂固有的缺点是Na₂O含量高,型壳高温强度、抗蠕变能力远不及硅溶胶型壳。加之面层耐火材料采用了石英砂(粉),对精铸件质量有很大影响；型壳生产条件差,缺乏严格的生产过程及参数的控制，由于硬化剂的强腐蚀性，除尘设备简陋,很少车间有恒温、恒湿、除尘的生产环境，影响型壳和铸件质量的涂料配制、硬化、风干、脱蜡等工序，极少按行业规定的操作规范严格控制，型壳风干处的温度、湿度、风速等更是不加控制，故常在高、低温或梅雨季节发生批量报废的质量事故。

2）目前不少工厂将第1、2层改用锆英粉及莫来石粉，硅溶胶型壳，背层仍采用原有水玻璃型壳工艺即复合型壳， 由于背层保留了水玻璃粘结剂，故其型壳整高温强度、抗蠕变能力比硅溶胶型壳低，浇注的铸件寸精度及形位公差均比不上硅溶胶型壳；透气性不如水玻璃型壳，也不如硅溶胶型型壳高温强度不及硅溶胶型壳，更易造成废品；复合型壳铸件质量稳定性比水玻璃好，但远如硅溶胶型壳；复合型壳由于采用价高的锆英粉作面层，其壳成本是水玻璃型壳的4.5倍，若背层采用莫来石粉，其型壳成本与硅溶胶型壳成本相差无几，其成本的优势并不明显。

3）硅溶胶型壳的成本高,其型壳生产成本是水玻璃型壳的8倍，比低温蜡硅溶胶型壳也高出25%；生产周期与低温蜡硅溶胶型壳相同，比水玻及复合型壳长很多；生产中大件往往要采用中温液态蜡及高压蜡，厚壁蜡模易缩凹，铸件尺寸精度并不太高。

发明内容

因此，为了克服现有保护管材质的不足，本发明提供了一种耐高温、耐腐蚀的热电偶保护管及其生产方法。

本发明采用技术技术方案：

一种耐高温、耐腐蚀的热电偶保护管，所述热电偶保护管材料的各成分组成的重量百分比如下：C:0.2-0.4 ， Si:0.4-0.6，  Mn:0.3-0.5  P≤0.04 ， S≤0.03 ， Cr:27-29 ， Ni:19-21， Mo≤0.30 ， V≤0.10 ， Ti≤0.40，  Cu≤0.10， Al≤0.04 ，Re的加入量≤0.05，余量为Fe及杂质，且杂质总含量≤0.10。

所述Cr与C的含量关系如下：Cr/C=67.5-110。

一种述热电偶保护管的生产方法，该方法包括以下步骤：

1) 合金钢制备：

a、在感应电炉中加入304不锈钢料进行充分熔化，加入锰铁、硅铁、铬铁、钛铁和稀土，并且向合金溶液中吹氧，炉料成分控制: P ≤ 0. 04% , 0. 4%≥ C ≥0. 2%，

b、在还原炉中对合金溶液进行还原，完成对合金钢精炼，

C、将合金钢在800-1060℃保温2-3h，900-1000℃淬火空冷，在700-800℃回火8h；