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Argomenti Coperti
Fondo
I Criteri di Dimensionamento
Materiali della Guaina di MIMS
Scriva gli Termo-Elementi a macchina di K
Il Sistema Progettato Integrale della Termocoppia
Stabilità Termoelettrica
Nicrosil come Materiale della Guaina di Protezione della Termocoppia
Nicrobell come Materiale della Guaina di Protezione della Termocoppia
L'Effetto dell'Aggiunta del Magnesio a Nicrobell B
L'Effetto dell'Aggiunta del Niobio a Nicrobell B
L'Effetto di Contaminazione Chimica sulla Prestazione di Nicrobell B
Tipo Placcato Termocoppie di Nicrobell B di N
Nicrobell C - Un'aggiunta alla Famiglia di Nicrobell
Sviluppo delle Leghe d'Inguainamento di Nicrobell C
Vantaggi dei Materiali di Nicrobell C
Implicazioni di Usando le Guaine di Nicrobell con gli Termo-Elementi K Tipi
Tipo Placcato Termocoppie di Nicrobell di K e Tipo Inguainato Corrente Termocoppie di K
Riassunto dei Fattori Di Progetto Per i Materiali d'Inguainamento della Termocoppia di Nicrobell
Conclusioni
Fondo
le termocoppie Minerale-Isolate della guaina (MIMS) del metallo sono state presentate più di 30 anni fa ed hanno rappresentato un avanzamento importante nella tecnologia della termocoppia che è stata il metodo più comune di misurazione della temperatura per oltre 75 anni. La termocoppia di MIMS ha offerto una progettazione compatta dove l'termo-elemento è stato alloggiato in un ambiente protetto. Tuttavia, con l'ogni domanda aumentante dei livelli elevati di precisione ed accuratezza come pure la prestazione ad alta temperatura, le carenze importanti sono state scoperte nelle progettazioni convenzionali delle termocoppie di MIMS facendo uso di AISI 300 serie e Inconel 600.
La progettazione di un sistema della termocoppia, in cui sia il materiale della guaina che l'elemento sono destinati per essere reciprocamente compatibili, come diventato PTY Srl di Nicrobell® insieme con Incotherm Ha Limitato, ha fornito l'industria una boccata di aria fresca tanto necessaria che virtualmente elimina i problemi con le termocoppie tradizionali di MIMS.
I Criteri di Dimensionamento
Le termocoppie Tradizionali di MIMS sono state progettate dove la guaina e l'elemento sono trattati come le entità separate. Questi criteri in primo luogo hanno preso nella gamma di temperature di considerazione e poi un materiale della guaina è stato scelto per soddisfare l'ambiente trattato. Questa progettazione non ha avuta considerazione per gli effetti che la guaina ha sull'termo-elemento e nei tentativi di utilizzare le termocoppie di MIMS alle temperature sopra 1000°C (tipicamente il tipo prova di K) di deriva termica e di guasto prematuro dell'elemento è prevalente. La Ricerca ha indicato che quattro fattori sono evidenti nella realizzazione della capacità piena della progettazione di MIMS.
Materiali della Guaina di MIMS
I materiali della guaina, il Inconel e il AISI 310 Comuni non resisteranno all'esposizione in aria o agli ambienti protettivi molto sopra 1050°C. C'è una necessità di potere funzionare fino a 1300°C.
Scriva gli Termo-Elementi a macchina di K
Il tipo termo-elemento di K esibisce l'instabilità termoelettrica sostanziale sull'esposizione a lungo termine alle temperature sopra 1050°C.
I cavi del conduttore dell'termo-elemento possono essere contaminati dagli elementi chimici, che si diffondono termicamente attraverso il MgO, causanti la deriva sostanziale nel FME.
Usando i materiali dissimili della guaina con i coefficienti di dilatazione termica differenziali rispetto ai cavi dell'elemento, gli sforzi meccanici imposti dal riciclaggio termico possono causare il guasto dell'elemento (specialmente la gamba negativa)
Il Sistema Progettato Integrale della Termocoppia
Facendo Uso dei criteri di dimensionamento stabiliti e dei quattro fattori evidenziati, una termocoppia del romanzo MIMS con la stabilità termoelettrica ed ambientale ottimale deve essere basata sul fatto che sia un sistema vero integrale.
Deve anche prendere in considerazione i problemi evidenti in 300 serie e Inconel convenzionali 600 termocoppie (tipicamente tipo termocoppie di K) attualmente che sono usando.
Stabilità Termoelettrica
Se in primo luogo esaminiamo la stabilità termoelettrica, è stato indicato che il tipo termocoppia nuda del cavo di N è sostanzialmente superiore a quello della E, J, K, T fino circa a 1250°C. Così l'uso di tipo cavi dell'termo-elemento di N in un formato di MIMS ha il potenziale di fornitura della soluzione ai problemi della stabilità, comunque tutta la progettazione deve adottare una lega della guaina che è compatibile con il tipo cavi di N.
Nicrosil come Materiale della Guaina di Protezione della Termocoppia
Nelle prove di iniziale Nicrosil è stato usato a causa della sua resistenza di ossidazione superiore e dell'essere lo stesso materiale come la gamba positiva della termocoppia ha risolto il problema dei metalli dissimili ed i coefficienti termici differenziali dei cavi e della guaina dell'elemento. La resistenza della corrosione Tuttavia termomeccanica e acquosa e la resistenza della carburazione di Nicrosil sono sostanzialmente inferiori ai materiali convenzionali della guaina.
Nicrobell come Materiale della Guaina di Protezione della Termocoppia
Attraverso una serie di fasi dello sviluppo la guaina di Nicrobell® B è stata sviluppata. Nicrobell® B è essenzialmente Nicrosil con una piccola percentuale di Magnesio e di Niobio aggiunti.
L'Effetto dell'Aggiunta del Magnesio a Nicrobell B
L'aggiunta di magnesio ha l'effetto di aumento della resistenza di ossidazione alle temperature elevate combinandosi con la Silice contenuta in Nicrobell® B per formare uno strato passivo tenace dell'ossido del oxysilicate del Magnesio che chiude nelle frontiere di grano del metallo.
L'Effetto dell'Aggiunta del Niobio a Nicrobell B
L'aggiunta di niobio ha l'effetto del miglioramento delle proprietà termomeccaniche di Nicrobell® B e gli esami provano che il carico di rottura, lo sforzo della rottura e la duttilità in funzione della temperatura a 1250°C sono superiori a Inconel e a 310SS.
L'Effetto di Contaminazione Chimica sulla Prestazione di Nicrobell B
Può essere veduto che tre dei fattori ora sono stati forniti delle soluzioni nell'uso di Nicrobell® B. Il quarto fattore che è contaminazione chimica che causa la deriva nel FME è stato indicato col passare del tempo da Bentley e da Morgan per essere pricipalmente attribuibile alla migrazione di Alluminio e di Manganese tramite la diffusione del vapore attraverso l'isolamento dell'ossido di magnesio. Nicrobell® B non ha Alluminio o il Manganese questa fonte di contaminazione si elimina così.
Tipo Placcato Termocoppie di Nicrobell B di N
Inoltre usando il tipo termo-elementi di N la migrazione di cortocircuito di Alluminio e di Manganese tipici di tipo termocoppia di K si elimina in virtù del fatto che questi elementi non sono assenti nel tipo conduttori di N. Con lo sviluppo di Nicrobell® B inguainato scriva le termocoppie a macchina di N MIMS, l'industria ora ha disponibile una termocoppia del metallo base con la resistenza di ossidazione eccellente, la resistenza al calore e l'alta stabilità termoelettrica alle temperature nell'ordine di 1250°C. La Sua prestazione sta bene su contro quella delle termocoppie basate Platino senza il costo inerente connesso con le termocoppie rare del metallo.
Nicrobell C - Un'aggiunta alla Famiglia di Nicrobell
Sebbene la termocoppia inguainata B di Nicrobell® esibisca molti attributi favorevoli per la misura ad alta temperatura negli ambienti che d'ossidazione non è ideale nella carburazione, atmosfere di nitrazione o sulphidising presenti in lavorazione facendo uso dei combustibili fossili per la loro fonte di calore.
Sviluppo delle Leghe d'Inguainamento di Nicrobell C
La lega d'inguainamento di Nicrobell® C è stata sviluppata così modificando la guaina di Nicrobell® B tramite l'aggiunta di cromo. L'Esperienza ha indicato che le leghe del cromo del nichel con un eccesso di cromo di 20% possiedono una resistenza migliorata a formazione del Carburo del Cromo.
Ciò ha ape raggiunto mentre conserva la maggior parte dei vantaggi della lega di Nicrobell® B oltre ad una resistenza al calore leggermente bassa.
Vantaggi dei Materiali di Nicrobell C
Così abbiamo l'emergenza di una lega ad alta temperatura della guaina che è resistente alle atmosfere di carburazione ed inoltre esibisce la migliore resistenza alle atmosfere sulphidising.
Implicazioni di Usando le Guaine di Nicrobell con gli Termo-Elementi K Tipi
Basta dire che tutte prove fin qui indicano che l'approccio N-placcato-n fornisce il più alte stabilità e prestazione per una costruzione della termocoppia di MIMS.
Tipo Placcato Termocoppie di Nicrobell di K e Tipo Inguainato Corrente Termocoppie di K
C'è tuttavia, molte istanze dove non è praticabile cambiare le installazioni attuali per scrivere le termocoppie a macchina di N dovuto il costo di ri-fornimento o di cablaggio della pianta. In questi casi è certamente degno considerare i miglioramenti disponibili cambiando alle termocoppie placcate di Nicrobell® K. Sebbene non ideale fornisca una soluzione parziale ai problemi connessi con tipo inguainato corrente termocoppie di K.
Riassunto dei Fattori Di Progetto Per i Materiali d'Inguainamento della Termocoppia di Nicrobell
Analizzando i fattori rappresentati nei criteri di dimensionamento:
- · L'Uso della guaina di Nicrobell® fornisce la resistenza ad alta temperatura estesa all'ossidazione.
- · Le guaine di Nicrobell® non possiedono l'Alluminio o il Manganese così questa fonte di contaminazione e di effetto dell'elemento sul FME si elimina.
- · La guaina di Nicrobell® ha un coefficiente di espansione termica molto vicino a quello del tipo elementi di K, così migliorando la resistenza della termocoppia a guasto meccanico durante il riciclaggio termico.
- · Dovrebbe essere notato che il tipo termo-elementi di K ancora contiene le quantità di alluminio e di manganese, che alle temperature elevate ancora hanno l'effetto di causare le instabilità termiche di FME.
Conclusioni
Una gamma completa di lega di Nicrobell® ha inguainato il tipo N e le termocoppie di K sono state presentate all'industria di misurazione della temperatura per oltre due anni. Sono state sperimentate in molti ambienti in cui hanno esibito la prestazione superiore lontana, la stabilità o la resistenza alla deriva termica di FME che le termocoppie inguainate convenzionali, o nella prestazione quasi equivalente alle termocoppie rare del metallo utilizzate tradizionalmente per le temperature sopra 1000-1100°C.
Nel caso dei sistemi delle termocoppie della base del platino le riduzioni dei costi disponibili nel usando N-Placcato-n fino a 1250°C sono sostanza dovuto l'alto costo delle assemblee basate platino.
I vantaggi economici evidenti nel miglioramento la stabilità a lungo termine e dell'accuratezza se è collegato con flora di qualità del prodotto necessitano osservare molto attentamente i vantaggi disponibili nell'approccio di Nicrobell® alle termocoppie di MIMS.