Материалы защитной арматуры для изготовления чехлов термопар

Преобразователи термоэлектрические (термопары) часто изготавливаются в корпусах. Эти корпуса называются защитной арматурой или защитными чехлами. Защитная арматура предохраняет термоэлектрорды от разрушительного воздействия измеряемой среды и высоких температур, тем самым, продлевая срок их службы. Чехлы термопар обычно изготавливаются полностью из нержавеющей стали или выполняются в виде составного изделия, состоящего из керамического либо графитового наконечника и нержавеющей стальной трубы.

Металлические чехлы

Нержавеющие стали для изготовления чехлов термопреобразователей подразделяются на коррозионностойкие, жаропрочные и жаростойкие. Краткие характеристики некоторых распространённых сталей приведены в таблице.

Особенности применения защитной арматуры термопреобразователей из нержавеющей стали

Марка стали	Верхний предел температуры применения, °C	Свойства и особенности применения	Нерекомендуемые условия применения	Термопары соответствующих типов
12Х18Н10Т	800	Применение: окислительные газовые среды, газовые потоки, разбавленные растворы азотной, уксусной кислот, щелочей и солей. Энергетика, металлургия, машиностроение, печи отжига, производство кислот, бумажная промышленность, очистка сырой нефти и производство бензина, пищевая промышленность. До 600°C использовать в газовых потоках, при наличии механических нагрузок. В неподвижной окислительной газовой среде использовать до 800°C.	Неустойчива к соляной, серной, плавиковой, горячей фосфорной и кипящим органическим кислотам.	ТХК-10-1-101 ТХА-0193-01
08Х13	650	Слабоагрессивные среды, открытый воздух, пресная вода, водяной пар, водные растворы солей и органических кислот при комнатной температуре. Гражданское машиностроение, пищевая промышленность, автомобилестроение, изготовление контейнеров, химическое и нефтехимическое производство, бумажное производство, обработка бытовых и канализационных отходов, горное дело. Устойчива к воздействию ударных нагрузок. Устойчива к серосодержащим средам.	Неустойчива к углеродосодержащим средам. Склонна к отпускной хрупкости при температуре 400-500°C.
10Х23Н18	1000	Применение: установки для пиролиза, конверсии метана, камеры сгорания, установки в химической и нефтяной промышленности. Склонна к отпускной хрупкости при температуре 600-800°C. Сталь немагнитная.	Неустойчива к серосодержащим средам. Не рекомендуется воздействие ударных нагрузок. Температура начала интенсивного окалинообразования 1050°C.	ТХА-10-3-101 ТХА-10Ш-3-111
15Х25Т	1000	Газовые и жидкие агрессивные среды. Устойчива к серосодержащим средам.	Не рекомендуется воздействие ударных нагрузок. Температура начала интенсивного окалинообразования 1050°C.	ТХА-20-3-101
AISI 310	1000	Благодаря высокому содержанию хрома материал устойчив к кислотным водным растворам, хлорной коррозии, к цианистым и нейтральным расплавам солей при высоких температурах, устойчив в атмосфере, содержащей СО2, до 900°С.	Не рекомендуется воздействие ударных нагрузок.	TW-R (К) ХА
08Х20Н14С2	900	Применение: науглероживающие среды, печи цементации. Устойчива к углеродосодержащим средам.
ХН78Т	1100	Газовые потоки с большими скоростями (до 300 м/с), наличие механических нагрузок.	Не устойчива к серосодержащим средам.
ХН45Ю	1100	Газовые потоки с большими скоростями (до 300 м/с), наличие механических нагрузок.	Не устойчива к серосодержащим средам.
10Х17Н13М2Т	800	Устойчива к агресивным кислотным средам, включая растворы H2S до 10%, кипящие растворы фосфорной, серной и 10% уксусной кислот. В сернокислых средах при температуре до 400°С.
Сплав Inconel 600	1200	Высокая устойчивость к окислительным средам при высоких температурах до 1200°С.	Не использовать в серосодержащих средах при температуре выше 550°С и газовых средах, содержащих натрий при температуре 750°С.

Соответствие маркировки некоторых российских и зарубежных нержавеющих сталей

Россия (ГОСТ)	Европа (EN)	США (AISI)	Германия (DIN)
08X13	1,400	410S	X6Cr13
12X18H10T	1,4878	321 (321H)	X12CrNiTi18-9
10Х23Н18		310S
15Х25Т	1,4746	TP446
08X18H12Б	1,4550	347
10Х17Н13М2Т	1,4571	316 Ti	X6CrNiMoTi17-12-2
20X13	1,4021	420

Защитная арматура из составных материалов

Для проведения измерений высоких температур (свыше 1100°C) и температур сред, агрессивных по отношению к нержавеющей стали применяют составные защитные чехлы. В них наконечник из неметаллического материала, например, керамики или графита соединён с трубой из нержавеющей стали (марка стали зависит от особенностей места установки). На другом конце трубы закрепляется клеммная головка. Металлическая часть находится в менее нагретой зоне, например, проходит через стену печи, а керамическая часть находится непосредственно в измеряемой среде.

Для измерения температуры высокотемпературных газовых сред (свыше 1000°C), расплавов металлов и солей применяют керамические защитные чехлы. Защитные чехлы изготавливают из керамики следующих типов: SiO₂ – кварцевая керамика; SiC – карбид кремния (карборунд); Si₃N₄– нитрид кремния; Аl₂О₃– корунд.

Термопреобразователи в защитных чехлах из карборунда, обладающих повышенной износостойкостью, могут применяться для измерения температуры в средах, содержащих абразивные частицы.

Для термопреобразователей в чехлах из кварцевой керамики (SiO₂) допускается любая скорость нагрева в рабочей среде; для ТП в защитных чехлах из карбида кремния (SiC) и нитрида кремния (Si₃N₄) – 100°С/мин; для корунда (Аl₂О₃) – 60°C/мин.

Особенности применения защитной арматуры термопреобразователей с арматурой из составных материалов

Марка стали	Верхний предел температуры применения, °C*	Свойства и особенности применения	Нерекомендуемые условия применения	Термопары соответствующих типов
Корунд (оксид алюминия Al2O3=99,7%)	1800	Высокотемпературные газовые среды. Очень высокая до сверхвысокой прочность и термоустойчивость, очень высокая износоустойчивость.	Не рекомендуется воздействие ударных нагрузок.	ТХА-20-3-301
Керамика газоплотная муллитовая (Al2O3=60%)	1500	Высокотемпературные газовые среды. Высокая теплопроводность и термоустойчивость.	Не рекомендуется воздействие ударных нагрузок.
Муллитокремнезём с добавлением двуокиси циркония (МКРЦ)	1500	Высокотемпературные газовые среды.	Не устойчив к воздействию ударных нагрузок.
Карбид кремния (SSiC)	1200	Высокотемпературные газовые и жидкие среды, наличие в среде абразивных частиц. Высокая твердость, износоустойчивость, устойчивость к коррозии, очень высокая теплопроводность и устойчивость к термоудару.	Не рекомендуется воздействие ударных нагрузок и использование в высокоокислительной среде.
Керамика на основе нитрида кремния (HPSN)	1800	Расплавы цветных металлов. Очень высокая износоустойчивость, высокая термоустойчивость.	Не рекомендуется работа непостредственно в пламени горелки.
Боросилицированный графит марки БСГ-30	1200	Расплавы меди, алюминия и других цветных металлов. Достаточно высокая устойчивость к воздействию различных агрессивных сред: концентрированных кипящих кислот, растворов щелочей и солей.
Карбид кремния/графит CTAL6, CTAL8	1200	Газовые среды в обжиговых печах огнеупорного производства. Расплавы меди в спокойном состоянии. Достаточно высокая устойчивость к воздействию различных агрессивных сред: концентрированных кипящих кислот, растворов щелочей и солей.

* – для термопар верхний предел температуры применения зависит как от материала защитной арматуры, так и от материала термоэлектродов. Здесь указан верхний предел температуры для защитного чехла.

Продолжить

Материалы защитной арматуры для изготовления чехлов термопар

Информация

Служба поддержки

Дополнительно

Личный Кабинет