你有没有想过,在那些高温、磨损严重的环境中,温度测量是如何精准实现的?石油化工的复杂流程,输煤系统的狂野冲击,流化床锅炉的炽热氛围,水泥熟料及耐火材料的无情磨砺,这些场景下,普通的热电偶早就无法胜任了。它们需要一个更强大的守护者,那就是耐高温热电偶保护管。今天,就让我们一起探索这个在极端环境下默默奉献的“硬汉”。
想象你身处一个充满挑战的世界,温度高达1200℃,甚至1300℃,周围是飞舞的粉体和物料,不断地冲刷、磨损。这就是耐磨热电偶保护管要面对的日常。它们不仅仅是简单的保护套管,更是温度测量的“铠甲”。
根据材质和用途,耐高温热电偶保护管主要分为三类:
1. 耐磨高温合金:这种保护管像是高温环境中的“钢铁侠”,采用真空冶炼的纯合金化材料,经过锻造和整体钻孔,加工缺陷少,可靠性高。它们能在800℃到1200℃的高温下,展现出优异的抗高温氧化和高温强度。不过,它们的“盔甲”价格不菲,适合对温度要求极高的场合。
2. 复合铸造耐磨合金:如果说耐磨高温合金是“精锐部队”,那么复合铸造耐磨合金就是“常规军力”。它们采用复合铠装技术,将高温合金基体与耐磨粒子精密熔铸成型,硬度高,抗高温氧化能力强。虽然价格适中,但同样能在800℃到1200℃的环境中稳定工作。
3. 离子注渗碳化钨:这种保护管像是“隐形守护者”,以不锈钢为基体,通过离子注入技术在表面注入碳化钨粒子。碳化钨的高硬度、高强度和强韧性,使得这种保护管在0℃到800℃的温度范围内,耐磨性能卓越。它们的外硬内韧,最小直径可达8mm,表面质量好,特别适合电厂等环境。
每种材质都有其独特的“性格”,适用于不同的环境。
- 耐高温合金耐磨:这种保护管内铠装芯体,具有高抗颗粒侵蚀腐蚀性能,能在高温下内化状况,保护效果显著。它们采用法兰或螺纹连接形式,可长期测量0℃到1200℃之间的温度。
- 金属陶瓷耐磨性:重结晶碳化硅金属陶瓷保护管,耐高温可达1300℃,特别适合水泥窑尾、循环流化床等耐高温研磨条件下的温度测量。
- 铁铝瓷保护管:铁基含铝,添加A12O3粉制成的铁铝瓷保护管,具有特殊的含金量,耐高温性能优异,是铁铝陶瓷热电偶的关键部分。
在铝冶金行业,碳素热电偶扮演着重要角色,尤其是在阳极焙烧炉的温度测量中。它们的外管采用耐高温抗氧化的高温合金材料,内衬陶瓷管,构成复合管结构,感温元件有装配式、铠装式及陶瓷管3种,具有较高的抗高温氧化性能。
碳素热电偶在使用上,有几个基本要求:
1. 使用温度高:要求热电偶能长期适应1200℃的高温环境,甚至可能超过1300℃。
2. 强腐蚀环境:炭素焙烧过程使用重油、水煤气、天然气等加热燃料,炭素阳极中还有大量的挥发分逸出助燃,碳、硫气氛高温腐蚀非常严重,并伴有高温烟气冲刷。
3. 频繁升降温:由于环式焙烧炉的工作特点,热电偶在使用过程中需要反复取出和插入,频繁升降温,有时还有碰撞,这加速了热电偶的损坏。
4. 使用寿命长:由于恶劣的使用环境,热电偶的使用寿命普遍较短,一般只有1~5个月。因此,延长热电偶的使用寿命,提高性价比至关重要。
在更极端的高温环境中,耐高温钨铼热电偶陶瓷保护管登场了。它们像是温度测量领域的“特种兵”,在1300℃到1700℃的温度范围内,依然能保持出色的性能。热电势对温度的关系符合ZBN05003—88分度表,等同ASTME696—84标准。
这些保护管的主要技术参数包括:
- 使用温度:1300℃到1700℃,允差为0.5%t;0℃到2300℃,允差为1%t。
- 常温绝缘电阻:在特定的大气条件下,热电极与外保护管之间的绝缘电阻应大于100MΩ