Хромель
Свое название сплав хромель получил благодаря слиянию слова «хром» и последней части слова «никель», т.е. основных его элементов: хрома и никеля. Базовую основу хромеля составляет никель (Ni), доля которого в сплаве около 89-90%. Доля хрома (Cr) – около 8,5-10%. Незначительную часть в составе занимают примеси углерода (С), железа (Fe) и кобальта (Co), в объеме до 0,2%, до 0,3%, и около 1% соответственно, плюс ничтожное количество кремния. Плотность сплава — 8710 кг/м3. Плавиться хромель начинает при нагреве до температуры 1400-1500 °C.
Никелевая основа делает хромель не подверженным коррозии. Сплав имеет хорошее сочетание термоэлектрических свойств и жаростойкости. Одна из ключевых характеристик хромеля — почти прямолинейное изменение термоэлектродвижущей силы (ТЭДС) в широком интервале температур, от 20 °C до 1000 °C. Иными словами, сплав обладает способностью вырабатывать электрический ток в контактируемом с другим металлом месте. Удельное электрическое сопротивление хромеля составляет 0,66 мкОм·м.
Форма выпуска хромеля – термопарная проволока в виде сортового проката марок НХ9,5 и НХ9. Проволока хромель марки НХ9,5 в термопаре с копелем играет роль положительного электрода. В «чистом» виде хромель используется для производства нагревательных устройств, термоэлектрических пирометров — приборов для бесконтактного измерения температуры, применяется в электротехнике. Хромель марки НХ9 используется в качестве компенсационного провода для термопар.
Устройство и принцип действия
Термопара конструктивно состоит из двух проволок, каждая из которых изготовлена из разных сплавов. Концы этих проводников образуют контакт (горячий спай) выполненный путём скручивания, с помощью узкого сварочного шва либо сваркой встык. Свободные концы термопары замыкаются с помощью компенсационных проводов на контакты измерительного прибора или соединяются с автоматическим устройством управления. В точках соединения образуется другой, так называемый, холодный спай. Схематически устройство изображено на рисунке 1.
Красным цветом выделено зону горячего спая, синим – холодный спай.
Электроды состоят из разных металлов (металл А и металл В), которые на схеме окрашены в разные цвета. С целью защиты термоэлектродов от агрессивной горячей среды их помещают в герметичную капсулу, заполненную инертным газом или жидкостью. Иногда на электроды надевают керамические бусы, как показано на рис. 2).
Принцип действия основан на термоэлектрическом эффекте. При замыкании цепи, например милливольтметром (см. рис. 3) в точках спаек возникает термо-ЭДС. Но если контакты электродов находятся при одинаковой температуре, то эти ЭДС компенсируют друг друга и ток не возникает. Однако, стоит нагреть место горячей спайки горелкой, то согласно эффекту Зеебека возникнет разница потенциалов, поддерживающая существование электрического тока в цепи.
Примечательно, что напряжение на холодных концах электродов пропорционально зависит от температуры в области горячей спайки. Другими словами, в определённом диапазоне температур мы наблюдаем линейную термоэлектрическую характеристику, отображающую зависимость напряжения от величины разности температур между точками горячей и холодной спайки. Строго говоря, о линейности показателей можно говорить лишь в том случае, когда температура в области холодной спайки постоянна. Это следует учитывать при выполнении градуировок термопар. Если на холодных концах электродов температура будет изменяться, то погрешность измерения может оказаться довольно значительной.
В тех случаях, когда необходимо добиться высокой точности показателей, холодные спайки измерительных преобразователей помещают даже в специальные камеры, в которых температурная среда поддерживается на одном уровне специальными электронными устройствами, использующими данные термометра сопротивления (схема показана на рис. 4). При таком подходе можно добиться точности измерений с погрешностью до ± 0,01 °С. Правда, такая высокая точность нужна лишь в немногих технологических процессах. В ряде случаев требования не такие жёсткие и погрешность может быть на порядок ниже.
На погрешность влияют не только перепады температуры в среде, окружающей холодную спайку. Точность показаний зависит от типа конструкции, схемы подключения проводников, и некоторых других параметров.
Никель, кобальт и их сплавы
Кобальт и никель являются элементами подгруппы железа. Все три элемента имеют схожие свойства, но есть и существенные различия. Оба металла обладают большей плотностью, чем железо, и значительно тверже и прочнее его. Они менее активны в химическом плане, отличаются коррозийной устойчивостью. Кроме этого, металлы ценят за большую стойкость по отношению к газовой коррозии.
Недостатками кобальта и никеля является их высокая токсичность и значительная стоимость относительно железа. Свое применение они находят для антикоррозийного наружного покрытия изделий из углеродистых сталей и железа путем электрохимических реакций. А также они применяются для изготовления узлов и деталей, требующих усиленной прочности и твердости. Следует отметить особое значение сплавов железа, никеля и кобальта, которые носят названия коинвар, инвар, супермаллой, пермаллой и маллой. Основное их достоинство заключается в высоких магнитных свойствах. Эти сплавы используют для производства магнитопроводов различных электромагнитных устройств.
Свойства особенности
Главными достоинствами хромеля является жаростойкость и способность образовывать термоэлектродвигающую силу, так называемую термоЭДС, при повышении температуры. Именно эти характеристики обуславливают применение его в производстве.
Технические характеристики сплава остаются неизменными при температуре окружающей среды до 1100 ºC. При нагревании место контакта хромеля с другими металлами выделяется значительное количество электрической энергии. Причем стоит отметить, что ее величина растет прямо пропорционально увеличению температуры.
Хромель практически не изменяет своих размеров при нагревании. Его коэффициент линейного расширения составляет 12,8•10-6 °C. Хромоникелевые сплавы не эффективны как проводник электрического тока. Причина этого — высокое значение удельного электросопротивления, которое колеблется в пределах 0,66-0,70 мкОм•м.
Хромель обладает плотностью в 8 710 кг/м3. Предел прочности его на разрыв равен 500-550 МПа и зависит от диаметра проволоки и чистоты ее поверхности. Хромель относится к группе пластичных сплавов. Его относительное удлинение на растяжение сопоставимо с аналогичными параметрами алюминиевых сплавов и составляет 20%.
Наличие никеля в составе делает хромель устойчивым к воздействию большинства видов химических соединений. Окисляться он начинает только при температуре 1200ºC. Единственная слабость сплава — это соединения на основе серы, в частности серная кислота. Под ее воздействием хромель быстро теряет форму и разрушается.
Влияние примесей на свойства металла
Сера является одной из наиболее вредных примесей. Она придает никелю краcноломкость, из-за которой ухудшаются свойства металла при обработке давлением. Чтобы нейтрализовать действие серы, добавляют марганец и/или магний.
Углерод в количестве до 0,1 % никак не влияет на свойства металла, однако при большем содержании этого элемента он выпадает из твердого раствора при отжиге и снижает пластичность холодного никеля.
При содержании висмута и свинца в количестве от 0,002 % становится невозможной горячая обработка металла: так как эти элементы почти не растворяютися в твердом состоянии, из-за них разрушается слиток. Поэтому во всех марках никеля количество свинца и висмута ограничено 0,001 и 0,0006 % соответственно.
Алюминий увеличивает электросопротивление никеля. Данный элемент содержится в самой чистой марке — Н0. Кроме того, широко применяются сплавы никеля и алюминия: у них высокая жаропрочность и устойчивость к коррозии.
Железо не оказывает ощутимого влияния на свойства никеля. Кремний раскисляет основной металл, благодаря чему благоприятно влияет на его литейные свойства, химическую стойкость и прочность.
Кобальт повышает жаростойкость, жаропрочность и прочность никеля, а марганец оказывает положительные влияние на технологические и механические свойства металла, улучшает его электросопротивление.
Хромель
Свое название сплав хромель получил благодаря слиянию слова «хром» и последней части слова «никель», т.е. основных его элементов: хрома и никеля. Базовую основу хромеля составляет никель (Ni), доля которого в сплаве около 89-90%. Доля хрома (Cr) – около 8,5-10%. Незначительную часть в составе занимают примеси углерода (С), железа (Fe) и кобальта (Co), в объеме до 0,2%, до 0,3%, и около 1% соответственно, плюс ничтожное количество кремния. Плотность сплава — 8710 кг/м3. Плавиться хромель начинает при нагреве до температуры 1400-1500 °C.
Никелевая основа делает хромель не подверженным коррозии. Сплав имеет хорошее сочетание термоэлектрических свойств и жаростойкости. Одна из ключевых характеристик хромеля — почти прямолинейное изменение термоэлектродвижущей силы (ТЭДС) в широком интервале температур, от 20 °C до 1000 °C. Иными словами, сплав обладает способностью вырабатывать электрический ток в контактируемом с другим металлом месте. Удельное электрическое сопротивление хромеля составляет 0,66 мкОм·м.
Форма выпуска хромеля – термопарная проволока в виде сортового проката марок НХ9,5 и НХ9. Проволока хромель марки НХ9,5 в термопаре с копелем играет роль положительного электрода. В «чистом» виде хромель используется для производства нагревательных устройств, термоэлектрических пирометров — приборов для бесконтактного измерения температуры, применяется в электротехнике. Хромель марки НХ9 используется в качестве компенсационного провода для термопар.
Применение
Все вышеперечисленные характеристики позволили найти хромелю широкое распространение в электротехнике. А именно:
- Хромель служит материалом для изготовления разного рода термопар — устройств для измерения температур. Диапазон измерения таких приборов исчисляется 800-1000 ºC. Работать они способны во всех средах за исключением сернистой. Причина этого была показана выше. Также среди преимуществ выделяют точность передаваемых ими измерений. В обычных условиях она равняется не более сотых долей процента.
- Хромелевая проволока используется при производстве разного рода компенсационных проводов и реостатов. Главное их назначение — это регуляция температуры и бесперебойность работы электроустройств.
- Хромель применяется в качестве нагревательного элемента по причине своей повышенной жаростойкости. Это происходит в редких случаях, т.к. входящий в его состав никель обладает высокой ценой, что является невыгодным с точки зрения рентабельности.
Несмотря на свою 60-ю летнюю историю, хромель до сих пор остается востребованным материалом. Около 70% всех выпускаемых термопар содержат хромелевую проволоку в своем составе. Но растущие цены на никель пошатнули безоговорочное лидерство хромеля. Сейчас более дешевый константан все больше завоевывает популярность и еще не известно кто окажется впереди через несколько лет.
Рейтинг: /5 —
голосов
Производство
Термопарная проволока хромель, алюмель производятся посредством технологической операции волочения, которая относится к классу обработки давлением. Во время изготовления полуфабрикатов нагрев заготовок не выполняется, соответственно, они получаются холоднодеформированными. Проволока из сплавов хромель, алюмель поставляется после термической обработки, то есть в мягком состоянии. Химическая и механическая обработка не выполняются.
Для дальнейшего применения в термопарах необходим подбор конкретной пары отрезков, показания которой будут максимально приближены к стандартным значениям. Описание процесса подбора пар, а также градуировки и поверки представлено в статье Термопары. Типы, характеристики, конструкции, производство.
Размеры, состояние поставки, свойства, диапазоны измеряемых температур для проволоки из алюмеля и хромеля представлены в стандарте ГОСТ 1790-77, номинальные статические характеристики для соответствующих термопар — ГОСТ Р 8.585-2001.
Способ производства
Хромель и алюмель – одни из самых трудоёмких в производстве. Сложность технологического процесса заключается в необходимости строгого контроля пропорций компонентов во время плавления, так как ключевые характеристики конечного продукта обусловлены в основном соотношением материалов. Составы производят в индукционных печах различной частотности.
Порядок плавления следующий. Большую часть хрома загружают в жидкую ванну, оставляя несколько килограмм для коррекции. Затем вводят никель и одновременно флюс. Плавление ведется в интенсивном режиме. Раскисление металла производится добавлением марганца и магния. Затем проводится определение термоэлектродвижущей силы и корректировка содержания хрома.
Аналогичным способом производятся другие никелевые сплавы. Различия заключаются в очередности загрузки материалов и окислителях. Например, производство сплава алюмель производится следующим образом. Загружаются никель и флюс, уже после этого остальные компоненты. В качестве окислителя используется магний. Таким образом получают алюмелевые сплавы, хромель и копель.
Термопара хромель-алюмель – коротко об основном
Как известно, термопара представляет собой два соединённых в одном конце проводника из различных материалов, являющихся частью устройства для замера температуры. Существуют различные комбинации проводников, но наиболее оптимальные термоэлектрические характеристики демонстрирует соединение из двух никелевых сплавов: хромель и алюмель. Дело в том, что именно данные материалы демонстрируют наиболее близкую к прямой термоэлектрическую характеристику, что необходимо для обеспечения высокой точности измерений. Прежде чем перейти к описанию свойств термопар следует остановиться на используемых в них сплавах. Хромель (НХ9,5) – это сплав 89-91% никеля и 8,7-10% хрома. Остальное занимают примеси таких материалов как кремний, медь, марганец и кобальт, причём содержание последнего составляет от 0,6 до 1,2%.
Алюмель (НМцАк2-2-1) состоит из 93-96% никеля и 1,8-2,5% алюминия, при высоком содержании марганца (1,8-2,2%) и кремния (0,8-1,2%). Данный сплав достаточно хорошо магнитен в отличие от маломагнитного хромеля.
Высокое содержание никеля обуславливает то обстоятельство, что изготовленная из этих сплавов термопарная проволока обладает высокой стойкостью к окислению. А, учитывая то, что термопара из данных материалов имеет практически линейную зависимость термоэлектродвижущей силы (термо-ЭДС) в диапазоне от 0 до 1000°С, то она часто используется в различных терморегуляторах.
Термопара из хромеля и алюмеля характеризуется высокой инерционностью
При кратковременном измерении максимальная температура может достигать 1300°С. Материалом для электродов термопар является термоэлектродная проволока, размерный ряд которой состоит из следующих диаметров (ГОСТ 1790-77): 0,2; 0,5; 0,7; 1,2; 3,2 миллиметра. При температуре 1300 °С используется проволока только диаметра 1,2 и 3,2 мм.
Проволока хромель и алюмель изолирована друг от друга и от корпуса керамическими одноканальными изоляторами с керамическими наконечниками на конце, защищающими от соприкосновения с металлическим чехлом.
Термопара из данных сплавов характеризуется высокой инерционностью. Исключением являются термопары хромель-алюмель типов ТХ-VII и ТХА-У-XV с низкими показателями инерционности. Проволока алюмель и хромель имеет обыкновенную устойчивость к механическим повреждениям кроме используемой в термопарах ТХА-420 и ТХА-430, которая обладает повышенной устойчивостью к вибрационным нагрузкам.
В основном термопары имеют стандартную конструкцию головки, но существуют и варианты с водозащищенными и брызгонепроницаемыми головками. Термопары ТХАП не имеют головки. Для ввода проводов используется гибкий шланг или штуцер.
Одним из основных преимуществ термоэлектродных проволок из хромеля и алюмеля является их устойчивость к окислению, что позволяет им надежно работать в окислительной среде благодаря появлению при нагреве тонкой защитной пленки, которая препятствует проникновению кислорода внутрь металла. Но при этом следует учесть, что длительная работа термопары в окислительной среде может привести к некоторому изменению термо-ЭДС, особенно при температурах 300-500 и 800-1000°С. Не рекомендуется их использовать в атмосфере с высоким содержанием серы, которая негативно влияет на оба материала — хромель и алюмель.
Цилиндрические термопары с ввинчиваемым ниппелем.
Маркировка | Значение |
TC004 | Серия |
J | Тип термопары J (Fe-Co) |
K | Тип термопары K (Cr-Al) |
T | Тип термопары T (Cu-Co) |
1 | Одна термопара |
2 | Две термопары |
1; 1,5; 2; 3; | D — диаметр термоэлемента, мм |
50; 100; 150; 200 | L — длина термоэлемента, мм |
… | Длина выводов, мм (стандартное значение 1000 мм) |
Маркировка | Значение |
TC402F | Серия |
J | Тип термопары J (Fe-Co) |
K | Тип термопары K (Cr-Al) |
T | Тип термопары T (Cu-Co) |
1 | Одна термопара |
2 | Две термопары |
С | Размер стержня: D=6 мм, L=15 мм |
D | Размер стержня: D=6 мм, L=30 мм |
С | Размер стержня: D=8 мм, L=10 мм |
… | Длина выводов, мм (стандартное значение 1000 мм) |
Маркировка | Значение |
TC402M | Серия |
J | Тип термопары J (Fe-Co) |
K | Тип термопары K (Cr-Al) |
T | Тип термопары T (Cu-Co) |
1 | Одна термопара |
2 | Две термопары |
С | Размер стержня: D=6 мм, L=15 мм |
D | Размер стержня: D=6 мм, L=30 мм |
С | Размер стержня: D=8 мм, L=10 мм |
… | Длина выводов, мм (стандартное значение 1000 мм) |
Код | Тип | Длина выводов, мм |
107142 TEF 3 | Fe-CuNi тип J | 2000 |
Код | Тип | Длина выводов, мм |
100128 TEF 57 | Fe-CuNi тип J | 1100 |
Код | Тип | Длина выводов, мм |
100131 TEF 60 | Fe-CuNi тип J | 2000 |
|
||
Код | Тип | Длина выводов, мм |
100137 TEF 94 | Fe-CuNi тип J | 500 |
Маркировка и расшифровка
Параметры и предназначение нихромовой продукции определяет состав. Рассмотри некоторые марки:
1. Х20Н73ЮМ-ВИ, в составе этого сплава присутствуют никель в количестве 73%, хром – 20%, среди остальных компонентов углерод, алюминий, железо и некоторые другие. Для выработки этого материала используют вакуумно-индукционный способ.
2. ХН70Ю-Н, в состав этого материала входят никель 70% от объема, хром 27% среди других компонентов имеются марганец, барий, железо и пр. этот материал используют для производства нагревательных элементов.
3. ХН20ЮС, в рецепте этого материала, никеля содержится до 20%, хрома до 20%, железа до 50%, среди остальных имеются такие металлы, как кальций, кремний и пр. его применяют при серийном выпуске нагревательных элементов промешенных печей.
Химические и физические свойства хрома
Температура плавления и кипения
Физические характеристики металла зависят от примесей до такой степени, что сложным оказалось установить даже температуру плавления.
- Согласно современным измерениям температура плавления считается величина в 1907 С. Металл относится к тугоплавким веществам.
- Температура кипения равна 2671 С.
Ниже будет дана общая характеристика физических и магнитных свойств металла хром.
Общие свойства и характеристики хрома
Физические особенности
Хром относится к наиболее устойчивым из всех тугоплавких металлов.
- Плотность в нормальных условиях составляет 7200 кг/куб. м, это меньше чем у железа.
- Твердость по шкале Мооса составляет 5, по шкале Бринелля 7–9 Мн/м2. Хром является самым твердым металлом из известных, уступает только урану, иридию, вольфраму и бериллию.
- Модуль упругости при 20 С составляет 294 ГПа. Это довольно умеренный показатель.
Благодаря строению – объемно-центрированная решетка, хром обладает такой характеристикой, как температура хрупко-вязкого периода. Вот только когда речь идет об этом металле, эта величина оказывается сильно зависящей от степени чистоты и колеблется от -50 до +350 С. На практике раскристаллизированный хром никакой пластичностью не обладает, но после мягкого отжига и формовки становится ковким.
Прочность металла также растет при холодной обработке. Легирующие добавки тоже заметно усиливают это качество.
Далее представлена краткая характеристика теплофизических свойств хрома.
Теплофизические характеристики
Как правило, тугоплавкие металлы имеют высокий уровень теплопроводности и, соответственно, низкий коэффициент теплового расширения. Однако хром заметно отличается по своим качествам.
В точке Нееля коэффициент теплового расширения совершает резкий скачок, а затем с увеличением температуры продолжает заметно расти. При 29 С (до скачка) величина коэффициента составляет 6.2 · 10-6 м/(м•K).
Теплопроводность подчиняется этой же закономерности: в точке Нееля она падает, хотя и не столь резко и уменьшается с возрастанием температуры.
- В нормальных условиях теплопроводность вещества равна 93.7 Вт/(м•K).
- Удельная теплоемкость в тех же условиях – 0.45 Дж/(г•K).
Электрические свойства
Несмотря на нетипичное «поведение» теплопроводности хром является одним из лучших проводников тока, уступая по этому параметру только серебру, меди и золоту.
- При нормальной температуре электропроводность металла составит 7.9 · 106 1/(Ом•м).
- Удельное электрическое сопротивление – 0.127 (Ом•мм2)/м.
До точки Нееля – 38 С, вещество является антиферромагнетиком, то есть, под действием магнитного поля и при его отсутствии никаких магнитных свойств не проявляется. Выше 38 С хром становится парамагнетиком: проявляет магнитные свойства под действием внешнего магнитного поля.
Токсичность
В природе хром встречается только в связанном виде, поэтому попадание чистого хрома в организм человека исключено. Однако известно, что металлическая пыль раздражает ткани легких, через кожу не усваивается. Сам металл не токсичен, но о его соединениях этого сказать нельзя.
- Трехвалентный хром оказывается в окружающей среде при добыче хромовой руды и ее переработке. Однако в организм человека может попасть и в составе пищевой добавки – пиколината хрома, используемой в программах по уменьшению веса. Как микроэлемент трехвалентный металл участвует в синтезе глюкозы и необходим. Избыток его, судя по исследованиям, определенной опасности не представляет, поскольку не всасывается стенками кишечника. Однако в организме он может накапливаться.
- Соединения шестивалентного хрома токсичны более чем в 100–1000 раз. Попасть в организм он может при производстве хроматов, при хромировании предметов, при некоторых сварочных работах. Соединения шестивалентного элемента являются сильными окислителями. Попадая в ЖКТ, они вызывают кровотечение желудка и кишечника, возможно с прободением кишечника. Через кожу вещества почти не всасываются, но оказывают сильное разъедающее действие – возможны ожоги, воспаления, появление язв.
Такое же действие соединение производит и на дыхательную систему, но учитывая большую чувствительность слизистой, здесь картина более разрушительна.
Хром – обязательный легирующий элемент при получении нержавеющих и жаропрочных сталей. Его способность противостоять коррозии и передавать это качество сплавам остается самым востребованным качеством металла.
Химические свойства соединений хрома и его окислительно-восстановительные свойства рассмотрены в этом видео:
Особенности применения наиболее распространённых термопар
Технические характеристики зависят напрямую от материалов, из которых они произведены.
Тип J (железо-константановая термопара)
- Не рекомендуется использовать ниже 0°С, т.к. конденсация влаги на железном выводе приводит к образованию ржавчины.
- Наиболее подходящий тип для разряженной атмосферы.
- Максимальная температура применения – 500°С, т.к. выше этой температуры происходит быстрое окисление выводов. Оба вывода быстро разрушаются в атмосфере серы.
- Показания повышаются после термического старения.
- Преимуществом является также невысокая стоимость.
Тип Е (хромель-константановая термопара)
- Преимуществом является высокая чувствительность.
- Термоэлектрическая однородность материалов электродов.
- Подходит для использования при низких температурах.
Тип Т (медь-константановая термопара)
- Может использоваться ниже 0°С.
- Может использоваться в атмосфере с небольшим избытком или недостатком кислорода.
- Не рекомендуется использование при температурах выше 400°С.
- Не чувствительна к повышенной влажности.
- Оба вывода могут быть отожжены для удаления материалов, вызывающих термоэлекрическую неоднородность.
Тип К (хромель-алюмелевая термопара)
- Широко используются в различных областях от -100°С до +1000°С (рекомендуемый предел, зависящий от диаметра термоэлектрода).
- В диапазоне от 200 до 500°С возникает эффект гистерезиса, т.е показания при нагреве и охлаждении могут различаться. Иногда разница достигает 5°С.
- Используется в нейтральной атмосфере или атмосфере с избытком кислорода.
- После термического старения показания снижаются.
- Не рекомендуется использовать в разряженной атмосфере, т.к. хром может выделяться из Ni-Cr вывода (так называемая миграция), термопара при этом изменяет ТЭДС и показывает заниженную температуру.
- Атмосфера серы вредна для термопары, т.к. воздействует на оба электрода.
Термопара типа К.
Тип N (нихросил-нисиловая термопара)
- Это относительно новый тип термопары, разработанный на основе термопары типа К. Термопара типа К может легко загрязняться примесями при высоких температурах. Сплавляя оба электрода с кремнием, можно тем самым загрязнить термопару заранее, и таким образом снизить риск дальнейшего загрязнения во время работы.
- Рекомендуемая рабочая температура до 1200°С (зависит от диаметра проволоки).
- Кратковременная работа возможна при 1250°С.
- Высокая стабильность при температурах от 200 до 500°С (значительно меньший гистерезис, чем для термопары типа К).
- Считается самой точной термопарой из неблагородных металлов.
Общие советы по выбору термопар из неблагородных металлов
- Температура применения ниже нуля – тип Е, Т
- Комнатные температуры применения – тип К, Е, Т
- Температура применения до 300°С – тип К
- Температура применения от 300 до 600°С – тип N
- Температура применения выше 600°С – тип К или N
Термопары из благородных металлов
Рекомендуемая максимальная рабочая температура 1350°С. Кратковременное применение возможно при 1600°С. Загрязняется при температурах выше 900°С водородом, углеродом, металлическими примесями из меди и железа. При содержании железа в платиновом электроде на уровне 0,1%, ТЭДС изменяется более, чем на 1 мВ (100°С) при 1200°С и 1,5 мВ (160°С) при 1600°С. Такая же картина наблюдается при загрязнении медью. Таким образом, термопары нельзя армировать стальной трубкой, или следует изолировать электроды от трубки газонепроницаемой керамикой. Может применяться в окислительной атмосфере. При температуре выше 1000°С термопара может загрязняться кремнием, который присутствует в некоторых видах защитных керамических материалов
Важно использовать керамические трубки, состоящие из высокочистого оксида алюминия. Не рекомендуется применять ниже 400°С, т.к ТЭДС в этой области мала и крайне нелинейна
Термопары из благородных металлов
Свойства те же, что и у термопар типа S.
Будет интересно Что такое статическое электричество и как от него избавиться
Тип В (платнородий-платинородиевая)
Рекомендуемая максимальная температура рабочего диапазона 1500°С (зависит от диаметра проволоки). Кратковременное применение возможно до 1750°С. Может загрязняться при температурах выше 900°С водородом, кремнием, парами меди и железа, но эффект меньше, чем для термопар типа S и R. При температуре выше 1000°С термопара может загрязняться кремнием, который присутствует в некоторых видах защитных керамических материалов
Важно использовать керамические трубки, состоящие из высокочистого оксида алюминия. Может использоваться в окислительной среде
Не рекомендуется применение при температуре ниже 600°С, где ТЭДС очень мала и нелинейна.. Сводная таблица типов термопар
Сводная таблица типов термопар.
Сплав ковар
Смесь состоит из металлов, обладающих отличными механическими свойствами. Их легко обрабатывать, они без труда подвергаются прокатке, протяжке, ковке и штамповке. А сплав кобальта, никеля и железа иначе называется ковар. Удачно подобранное сочетание химических элементов обеспечивает материалу отличные характеристики. Данный сплав имеет хорошую теплопроводность, высокий коэффициент удельного электрического сопротивления и близкие к нулю показатели линейного расширения в большом интервале температур. Единственным недостатком является низкая коррозийная стойкость в сырой среде, поэтому часто используют защитные покрытия из серебра. Ковар широко применяется в промышленности для производства:
- труб, лент и проволоки;
- конденсаторов;
- корпусов оборудования в приборостроении;
- деталей в радиоэлектронике;
- корпусов в электровакуумной отрасли.
Содержание в сплаве дорогого кобальта и никеля увеличивает стоимость материала, но хорошие характеристики и продолжительная эксплуатация покрывают первоначальные вложения.