Как справиться с окислением термопары внутри броневой оболочки без внешней коррозии

Многие термопары имеют неповрежденную внешнюю поверхность оболочки и отсутствие царапин, но внутренняя часть проволоки из сплава сильно окислена, что приводит к увеличению сопротивления и температурному дрейфу. Это скрытое внутреннее окисление невозможно обнаружить только при визуальном осмотре, и оно часто приводит к неожиданному обрыву-цепи во время массового производства. В данной статье рассматриваются причины внутреннего окисления, методы его обнаружения и целенаправленные профилактические меры.

Три основные причины внутреннего окисления при неповрежденной внешней оболочке

1. Остаточный воздух во время не-заполнения вакуумом.

Недорогие-термопары не подвергаются вакуумному прессованию и задерживают значительное количество воздуха, заключенного в оболочке во время производства. Повторяющийся высокотемпературный нагрев приводит к тому, что кислород в захваченном воздухе постоянно окисляет проволоки из сплава на основе никеля, образуя хрупкие выделения оксидов металлов вдоль границ зерен. Внешняя оболочка целая, изъян снаружи не виден.

2. Старение из-за микропротечек воздуха в уплотнении выхода провода.

Даже двухслойное силиконовое уплотнение медленно разрушается после длительного воздействия высоких температур, образуя невидимые микро-поры. Внутренний высокотемпературный воздух горячеканальных каналов многократно расширяется и сжимается, втягивая небольшое количество богатого кислородом рабочего воздуха во внутреннюю часть оболочки, постепенно окисляя легированную проволоку в течение месяцев эксплуатации.

3. Разложение следов влаги приводит к образованию окисляющего газа.

Оболочка пропускает влагу, которая при сильном нагревании распадается на кислород и водород; кислород немедленно окисляет поверхность легированной проволоки, а водород делает хрупкой структуру зерен металла, ускоряя дрейф старения. Проникновение влаги не приведет к видимой ржавчине или перфорации оболочки, а приведет к скрытому внутреннему повреждению окислением.

Пошаговая--пошаговая процедура обнаружения внутреннего окисления

1. Сравнительный тест сопротивления контура

Измерьте общее положительное-отрицательное сопротивление провода тестируемой термопары и сравните его с новым датчиком идентичных характеристик. Если сопротивление более чем на 15 % превышает стандартное значение, весьма вероятно внутреннее окисление. Сопротивление проводника постепенно повышается за счет оксидных слоев.

2. Испытание на устойчивость к старению при высокой температуре.

Поместите термопару в сухую-блочную печь при температуре 380 градусов на 2 часа и измерьте сопротивление изоляции при 500 В постоянного тока. Если внутреннее окисление серьезное и изоляционный порошок поврежден, сопротивление изоляции резко снизится после нагрева.

3. Старение трехточечного калибровочного дрейфа.

Выполнена первоначальная калибровка по 3 точкам, затем выдержите при 380°C в течение 72 часов, повторите-калибровку. При отклонении более 0,5 градуса произошла необратимая рекристаллизация внутреннего окисления сплава.

4. Проверка разрушающим отбором проб (только списанные датчики)

Разрежьте защитную оболочку и осмотрите поверхность легированной проволоки. Отложения серого/черного оксида на поверхности проволоки подтверждают внутреннее окисление.

Технические профилактические меры блокировки внутреннего окисления

1. Обновите стандарты закупок: выбирайте термопары с вакуумным-наполнением и полными отчетами о проверке процесса. Откажитесь от дешевых датчиков ручного наполнения для линий непрерывного массового производства. Вакуумное наполнение в основном удаляет оставшийся кислород в оболочке.

2. Двухслойное усиление высокотемпературного уплотнения.

Выбирайте термопары с двойным силиконовым уплотнением в переходной зоне провода-оболочки. Регулярное техническое обслуживание каждые три месяца. Нанесите тонкий слой термостойкого герметизирующего клея на выходе провода, чтобы закрыть каналы микроутечки воздуха.

3. Улучшить логику нагрева пресс-формы.

Не допускайте длительного-постоянного режима ожидания при низкой-температуре (180–220 градусов) в течение нескольких дней; длительное статическое нагревание ускорит скорость реакции внутреннего окисления. Если режим ожидания превышает 48 часов, подачу тепла следует полностью отключить, чтобы замедлить окисление сплава.

4. Контроль влажности в цехе и на складе запасных частей.

Контролируйте относительную влажность в мастерской на уровне 40-65 %. Перед установкой храните дополнительные термопары в герметичной влагонепроницаемой упаковке, содержащей влагопоглотитель, чтобы избежать впитывания влаги.

Классификация утилизации термопар с внутренним окислением

1. Небольшое окисление (превышение сопротивления 10 %-15 %, приращение отклонения менее или равно 0,5 градуса после испытания на старение). Допускается только для прерывистых односменных низкоточных упаковочных форм, сократите цикл проверки до двух недель, замена обязательна через 1 месяц.

2. Moderate and severe oxidation (resistance excess >15%, drift increase >0,5 градуса): Внутреннее повреждение необратимо, его можно сразу утилизировать, и его нельзя использовать после очистки или калибровки.333