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铠装热电偶

通过本文对国产K分度号热电偶丝材(俗称K偶)的高温性能分析和S分度号热电偶丝材(俗称S偶)价格分析及预测趋势,推荐广大用户在合适的工况和温度段内,用德国产K偶部分替代S偶,以降低成本,提高经济效益。

  • 产品型号:WRNKD2-04B
  • 厂商性质:经销商
  • 更新时间:2018-10-10
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产品详情

铠装热电偶

型号:WRNKD2-04B

 

仪器资料:

 

    产品说明:

通过本文对国产K分度号热电偶丝材(俗称K偶)的高温性能分析和S分度号热电偶丝材(俗称S偶)价格分析及预测趋势,推荐广大用户在合适的工况和温度段内,用德国产K偶部分替代S偶,以降低成本,提高经济效益。

1.国产K偶丝材的历史与现状

作为工业测温中zui广泛使用的温度传感器之一,热电偶是目前工业测温中用量zui大的产品,约占整个工业测温传感器总量的60%,它广泛应用在-40~1800℃温度范围内的各种液体、蒸汽和气体介质以及固体的温度测量中。

在各种热电偶中,廉金属热电偶中的K偶使用量zui大,约占廉金属热电偶总量的70%以上,它被广泛应用在500~1300℃温度范围内的氧化性和惰性气氛中的温度测量,但这种热电偶在周围环境的氧含量较低并稳定在某个范围时,容易产生铬的选择性氧化(俗称绿蚀),这种现象在800~1100℃温度范围内表现得尤为严重;发生“绿蚀”的热电偶除热电偶丝材表面呈现绿色的氧化层外,严重的还会出现表面凹陷现象,直接的结果是导致热电偶出现负偏差和脆断,偏差程度有的到40℃、60℃,甚至达到100℃之多。

2.国产丝材与德国丝材化学成份对比

下表我们列出了国产丝材与德国丝材化学成份的对照表,从中我们可以发现彼此化学成份的异同。

K偶丝材化学成份对照表

正极(KP)国产丝材 德国丝材 负极(KN) 国产丝材 德国丝材

铬 Cr     10%   9.6%   镍Ni   97%   94.4%

镍Ni     90%   89.30%  硅Si   3%    1.67%

铝 AL     0%   1.10%   锰Mn   0     1.90%

及其他元素           铝AL   0     1.27%

                钴Co   0     0.65%                   

从表中可以发现,彼此的正极与负极主要成份基本相同,但在其他成份方面,德国丝材添加了不少的其他元素,从而确立了德国丝材所具有的抗高温氧化性能和长期稳定性。

3.贵金属S偶的价格及其趋势

近年来,贵金属丝材的价格呈现单边向上的趋势,每年的上升幅度超过20%,从2002年S偶丝材200元/克左右,到2005年底,其价格已上升到350元/克,升幅高达75%,对使用S偶作为测温传感器的企业,无疑加大了成本;尽管有些企业使用丝材外径为ф0.3甚至更细外径的产品,但其使用寿命又受到限制,而且严重违反国家关于S型热电偶检定规程中规定的丝材外径的尺寸要求(ф0.5~0.02),在温度不超过1374℃的情况下,确实不是理想的产品。

○我公司高温热电偶产品介绍

我公司根据上述的市场情况,适时推出采用德国K偶丝材生产的WRND系列装配式高温热电偶,采用德国高温铠装导线镍铬锶合金(AISI310zui高耐温1150℃)的WRNKD1系列和采用Nicrobell合金(zui高耐温1250℃)WRNKD2系列高温铠装热电偶系列产品。WRND系列装配式高温热电偶,选用Isabellchutte的K型I级热电偶丝材,丝材外径有ф2.5(适用于-40~1200℃范围)和ф3.2(适用于-40~1300℃范围)两种,以便于用户在合适的范围内尽可能地降低使用成本;绝缘管和保护管均采用高铝质的陶瓷保护管,zui高耐温可达到1500℃;该系列产品主要适用于通常装配式S偶使用的场合。

WRNKD1系列铠装式高温热电偶系列产品,其不锈钢铠装层材料选用德国DIN17440标准中的1.4841材料(镍铬锶合金),该合金材料具有*的抗腐蚀性能,可暴露在高达900℃的含有二氧化碳的空气中,可抵抗20℃的浓硝酸和420℃的硝酸盐溶液;在空气中经常使用的温度可达1150℃;在温度变化较频繁的情况下可达到1000℃左右;在550℃~850℃的温度区间中,不推荐反复使用该合金材料,这是因为该材料有σ-相沉淀硬化的结构趋向,在冷却至室温时容易碎裂;该系列产品主要适用于带有腐蚀气氛且zui高温度不超过1150℃的工况,铠装导线外径为ф5或ф6。

WRNKD2系列铠装高温热电偶系列产品,是德国MiL公司应用新型合金Nicrobell制造的新产品,是目前世界上仅有的设计*的导线,它具有如下的性能和优点:

1、在Nicrosil化学特性的基础上加入镁元素,提高了合金的搞氧化能力,加入铌元素,提高了合金的耐高温强度,由此得到了新的合金Nicrobell。

2、在Nicrobell合金中,镁和硅形成了具有保护作用的氧化硅酸镁盐外表层,铌解决了合金在高温条件下强度不够的问题。

3、对用Nicrobell合金制造的热电偶材料(导线),比其他不锈钢材料制造的产品,具有更好的热膨胀系数的一致性,达到了0.05%,提高了10倍,且具有更长的使用寿命。

4、主要成份如下:

Cr   23.0-25.0%   Si  1.4%     Mg  0.15%

Nb  0.5%      Co 0.30%    Mo 0.10%

Fe   0.3%      C  0.05%

铠装导线外径为ф5或ф6。

这三大系列的产品,我们分别应用于冶炼行业、热处理行业、发电厂、粉末冶金等,均取得了较理想的效果。

○技术可行性分析

1.K偶、S偶的测温范围比较

根据IEC(电工委员会)的标准,K型热电偶与S型热电偶的测温范围是:K偶:-40~1300℃

S偶:0~1600℃

采用德国丝材的廉金属K偶,适宜在氧化性及惰性气体中连续使用,短期使用温度可达到1374℃,长期使用在1000~1300℃(取决于丝材外径的大小),其热电势与温度的关系近似线性。

作为贵金属的S偶,其精度是所有热电偶中等级zui高的,通常用作标准或测量1200℃以上的高温,但其价格昂贵,机械强度低,不适宜在还原性气氛或有金属蒸汽的条件下使用,综上比较,在0~1300℃温度范围内的工业测温,*可以用K偶替代S偶。

2.K偶与S偶的精度比较

根据IEC和国家标准,K偶与S偶在其温度范围内的允差如下表所列:

分度号  I级允差            II级允差

K  -40~375℃ ±1.5℃      -40~333℃ ±2.5℃

   375~1000℃ ±0.004ItI     333~1200℃ ±0.0075ItI

S  0~1000℃ ±1.0℃       0~600℃ ±1.5℃

1100~1600℃±[1+0.003.(t-1100)]℃ 600~1600℃±0.0025ItI

其中,t表示实际测量的温度,ItI为实际测量温度的值。

从表中可以看出,在600~1300℃的温度范围内,I级的K偶、II级的K偶与II级的S偶的允差值如下表:

分度号  600℃  800℃  900℃  1000℃  1200℃

K-I  2.40℃  3.20℃  3.60℃  4.00℃  4.80℃

K-II  4.50℃  6.00℃  6.75℃  7.50℃  9.00℃

S-II  1.50℃  2.00℃  2.25℃  2.50℃  3.00℃

上表表明:采用I级精度的K偶,与II级精度的S偶相比较,其zui大的误差≤1.8℃;采用II级精度的K偶,与II级精度的S偶相比较,其zui大的误差≤6.0℃;这个允差对于一般的工业测温,是足以满足要求的。

技术参数:

WRNKD2-04B K分度,双支,I级,L=255mm,l=100mm,1Cr18Ni9Ti保护管,M33X2,防水型不锈钢接线盒

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