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K型高温热电偶生产厂家

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更新时间: 2021-03-24
描述:K型高温热电偶生产厂家

产品介绍

 

K型高温热电偶 :

 

 厂家:,,徐

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。

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,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),该合金材料具有极好的抗腐蚀性能,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独特的铠装热电偶导线,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*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,完全可以用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。
3.德国丝材的高温性能及成份介绍
我公司使用的德国Isabellenhutle公司的K型热电偶丝材,选用精度均为IEC584 I级的产品。该公司是一家成立于19世纪的高技术企业,其主要产品为电阻合金、热电偶丝材、热电偶补偿导线丝材、SMT表面贴装特种电阻等合金产品,历史悠久,品质,于1995年分获ISO9002、1998年获ISO9001质量认证,该公司的检测结论,获得德国标准局(GCA)的认可。
我公司于1996年即与其建立起业务关系,代理销售其生产的热电偶丝材及补偿导线丝材,分别用于高精度测量、核电站热电偶等产品,其的品质获得了客户的信任。
我公司使用的高温铠装电偶导线,由德国MiL公司生产。该公司主要生产铠装热电偶导线、铠装热电阻导线及电发热铠装导线等产品,其产品分别供应给ABB、Heraues、Honywell等著名厂家,在欧洲有着较高的声誉。
我公司于2001年即与其建立起业务关系,并且是该公司在中国的总代理商。
下面所提供的是这两家公司K偶的检测报告(详见附件1、附件3和附件4)及由德国中小企业管理局颁发的原产地证明(附件2)。
综上所述,在相关的技术指标中,无论在适合的温度范围内(-40~1300℃)或是精度方面,采用德国进口的K偶丝材,均完全可以替代S偶进行一般的工业温度测量。
○经济可行性分析
*,作为贵金属的S型热电偶,其价值体现在丝材的价格上;S偶丝材的价格近年来可渭一路飑升,2006年2月份的价格已达到350元/克(II级精度),而且从趋势上看,贵金属的行情恐怕处于只升不降的上升通道中。因此,如何降低成本,控制费用,规避贵金属市场的风险成为使用S偶产品的企业面临的一大问题。
有人认为,S偶丝材可以回收再使用,这的确不假,但回收丝材有不少问题,首先,如果回收的丝材不是整段不断,而是多个断口的,每个断口的损耗接近0.4克;回收加工的损耗为4%左右,现行加工费17元/克,回收丝材的价格为正常丝材价格的65~70%,况且,丝材在使用更换过程中,由于其价值较高,时常有发生失窃的现象,给企业造成不必要的损失。因此,无论是使用新丝材,或回收旧丝材再用,在实际过程中都会碰到成本高的问题。
我公司采用德国进口K偶丝材为主要测温材料,绝缘管与保护管采用高铝质的陶瓷管,生产WRND系列装配式高温热电偶产品,适用于-40~1300℃温度范围(短期可达1374℃)的温度测量,WRNKD1与WRNKD2系列铠装式高温热电偶产品,分别适用于-40~1150℃、-40~1250℃温度范围内的温度测量,以求在此温度范围内替代价格昂贵的S偶。
以下我们以总长分别为L=500、650、750及1000,保护管外径为ф16高铝管的产品为例,对比K偶与S偶产品在成本上的差异;其中S偶丝材按国标为ф0.5外径,II级精度,K偶丝材为ф3.2 I级精度;铠装导线为ф6外径;S偶丝材按2006年3月的价格348元/克计算,S偶丝材产品的实际用量为总长+30计价。
产品型号  外径×总长  单价(支)  长期使用温度
WRP-120、130  ф16×500  1715  0~1300℃
       ф16×650 1998  
       ф16×750  2255  
       ф16×1000  3011  
WRND-120、130  ф16×500  225  0~1300℃
       ф16×650  270  
       ф16×750  305  
       ф16×1000  370  
WRNKD1-121、131  ф6×500  170  0~1150℃
       ф6×650  195  
       ф6×750  205  
       ф6×1000  245  
WRNKD2-121、131  ф6×500  375  0~1250℃
       ф6×650  455  
       ф6×750  495  
       ф6×1000  635  
从表中比较可以看出,对于同样规格和长度的S偶与K偶产品,WRND系列装配式高温热电偶与S偶的成本比例为1:7之多;WRNKD1系列产品与S偶在成本比例为1:9之多;WRNKD2系列产品与S偶的成本比列为1:4之多;而且,长度越长,价差就越大;因此,采用德国K偶的经济性是显而易见的。
○产品改型的可行性分析
将已有的S偶改为高温K偶,在技术上涉及到两个问题:
1.需更换热电偶补偿导线,将原有的S偶补偿导线,改换为K偶的补偿导线,需要做的是更换线缆的工作,难度不大,但有些麻烦。
2.需要将原来输入信号为S偶的温度控制及显示装置,更改为输入信号为K偶,目前,大多数企业所使用的温度显示与控制装置,均为万能输入型(即输入信号可按要求重新设置),这类装置的更改很简单;对于不是万能输入型的装置,则需重新换上新的装置,也只是一次性的行为。
因此,产品改型在技术上不存在任何问题。

 

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