[发明专利]石英管套隔离密封长寿命热电偶

说明书

技术领域

本发明涉及一种热电偶技术，特别是石英管套隔离密封长寿命热电偶。

背景技术

热电偶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。在高温测温过程中，热电偶保护套管发挥着重要作用。套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，对其材料有更高的要求。例如钢水连续测温时，热电偶保护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，特别是氢气，还有其它流动性物质高温冲蚀磨损。

通常制作高温条件下应用的热电偶保护套管，其材料除具备普通热电偶要求的气密性、机械强度、稳定性和导热性外，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：当热电偶保护套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)一定的耐温剧变的性能，抗热震的综合性能，热导高，热膨胀系数小；

目前用于高温保护套管材料主要有如下几大类

(1)金属材料

金属材料的特点是机械强度高、韧性好、抗渣性好；但耐高温性却不够良好，易受到腐蚀。

常用的金属保护套管材料有Gr25Ni20、Gr28、GH3039镍基高温合金钢。

(2)非金属材料

常用的非金属材料有：碳化硅、氮化硅、高铝、刚玉、氧化镁、二氧化钼、氧化锆、氧化铍、石墨等；

这些材料的特点是：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，它们各自存在一定的缺陷。

现有的热电偶常见问题主要有如下几个方面：常见问题表现为铂铑丝断，铂铑丝断的主要原因是腐蚀气体进入偶芯产生腐蚀损坏，热震效应也是造成铂铑丝断丝原因之一；

其次是，热震效应而造成，热电偶丝在高温下会变软下垂，在流体的冲刷下热电偶会有不同程度的震动，铂铑丝和刚玉管摩擦容易断丝，有些改进的热电偶，铂铑丝悬露部会做填充处理，可以起到延长热电偶使用寿命的作用。

现有的热电偶使用过程中即使套管没有损坏的情况下，热电偶刚玉保护管内侧也会出现结晶物，这些结晶物附着铂铑丝表面，使铂铑丝表面粗糙直径并且变细，随着表面粗糙的进展必然造成断丝，其原因一是套管质量不好，透入气氛含有杂质较多；二是刚玉保护管含有铝的成份，在高温下与其它杂质气体混合产生氧化物腐蚀铂铑丝。

热电偶的铂铑丝焊点在温度变化的缩胀中极易疲劳而断裂，这是透入的气氛分子侵入铂铑丝焊点的微小间隙造成，有效抑制气氛透入刚玉芯管，减少或避免这种侵入能使热电偶的寿命得到延长。

随着科技进步许多新材料科学需要在高温环境下完成，高温环境下的腐蚀磨损给热电偶测温带来了困难，随着现代工业的不断进步，工业环境也变得越来越恶劣，热电偶技术要求越来越高，对热电偶产品要求不断地改进工艺、应用新技术、新材料，从而全面提高热电偶的高温特性性能。

发明内容

本发明是要提供一种针对气氛腐蚀、热震损坏问题改进密封性和抑制热震效应的石英管套隔离密封长寿命热电偶。

实现本发明的技术方案