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特殊鎮(zhèn)靜鋼鉑銠鎧裝熱電偶在磁粉生產(chǎn)中的合理的應用新規(guī)則特殊鎮(zhèn)靜鋼鉑銠鎧裝熱電偶是被廣泛應用的溫度傳感器。隨著科技的進步,熱電偶的種類、制作工藝也有很大的進步,由傳統(tǒng)的偶絲、絕緣瓷管、外套不銹鋼管結(jié)構(gòu)發(fā)展到特殊鎮(zhèn)靜鋼鉑銠鎧裝熱電偶?,其結(jié)構(gòu)由熱電極、高絕緣氧化物、外套不銹鋼保護管3者構(gòu)成,如圖1、圖2所示。?特殊鎮(zhèn)靜鋼鉑銠鎧裝熱電偶具有測溫范圍寬、性能穩(wěn)定、能彎曲、耐高壓、熱響應時間短和堅固耐用等許多優(yōu)點?,F(xiàn)在的上海儀表廠的特殊鎮(zhèn)靜鋼鉑銠鎧裝熱電偶可以輕松做到0.5mm至4mm以上,便于在固體表面、蒸氣和氣體介質(zhì)下使用。 1 ?特殊鎮(zhèn)靜鋼鉑銠鎧裝熱電偶失效問題的發(fā)現(xiàn) 磁粉在現(xiàn)代生活中重要性需求量越來越大,產(chǎn)品廣泛應用于計算機、通訊、汽車、儀器儀表、自動化技術(shù)、家電等各個領(lǐng)域。2019年我所引進由某大學課題研究成果,將釹鐵硼合金破碎鑄錠通過HDDR(氫化—歧化反應—脫氫—再結(jié)合) 工藝制備出高性能各向異性 NdFeB 磁粉,以期規(guī)?;a(chǎn)高品質(zhì)磁體。設(shè)備通過調(diào)試試運行,生產(chǎn)出的磁粉性能指標符合要求。使用一段時間后磁粉性能開始下降,半年后(即2019年12月)性能下降明顯,成批產(chǎn)生廢品。從現(xiàn)場檢查沒有查出明顯的問題,于是建議所有計量器具重新檢測。 2020年1月查出測溫用的兩支鎳鉻鎳硅熱電偶數(shù)據(jù)異常,由于生產(chǎn)過程是在 820 ℃環(huán)境下完成的,于是檢測 800 ℃、850 ℃兩點,檢定結(jié)果誤差值嚴重偏大,如表 1 所示。 重新更換經(jīng)檢定合格的特殊鎮(zhèn)靜鋼鉑銠鎧裝熱電偶后,生產(chǎn)試驗恢復正常。過幾個月,類似情況再次出現(xiàn)。特殊鎮(zhèn)靜鋼鉑銠鎧裝熱電偶?經(jīng)檢定,誤差值偏大,如表 2 所示。 2020年1月重新購置經(jīng)檢定合格的熱電偶,同時縮短檢定周期,隨時跟蹤檢定。2013年12月檢測結(jié)果,誤差已接近或超出允許誤差,如表 3 所示。 根據(jù)使用情況,設(shè)備生產(chǎn) 9 ~ 11 爐磁粉,特殊鎮(zhèn)靜鋼鉑銠鎧裝熱電偶就不能再用了。如此造成了熱電偶更換頻繁,延誤生產(chǎn),成批廢品產(chǎn)生,生產(chǎn)成本居高不下。生產(chǎn)工藝開發(fā)進入瓶頸,規(guī)?;a(chǎn)線建設(shè)處于停頓狀態(tài)。 2 特殊鎮(zhèn)靜鋼鉑銠鎧裝熱電偶失效原因分析和預防措施 2.1 ?特殊鎮(zhèn)靜鋼鉑銠鎧裝熱電偶失效原因分析 釹鐵硼合金低溫吸氫并在 820 ℃ 發(fā)生歧化反應,歧化相在 820 ℃ 真空狀態(tài)下重新再結(jié)合生成Nd 2 Fe 14 B 硬磁相。通過精確控制反應過程中溫度及氫氣壓力,可獲得具有各向異性組織的 NdFeB 磁粉。而在這一過程中,普通熱電偶裸露的熱電極鎳鉻鎳硅中的鉻成分最易被氫吸附,氫原子進入金屬的晶格內(nèi),聚合為氫分子,造成晶格的外扭,產(chǎn)生很大的內(nèi)應力,嚴重時金屬產(chǎn)生裂紋,即金屬材料的“氫脆”現(xiàn)象。熱電偶的內(nèi)應力是影響其熱電性能的重要因素,是要盡量消除的。由于上海自儀三廠特殊鎮(zhèn)靜鋼鉑銠鎧裝熱電偶電極材料內(nèi)應力存在,使其熱電性能發(fā)生變化,出現(xiàn)測溫不準的狀況。隨時間的延長內(nèi)應力加大,誤差增大。 2.2 預防措施 綜合以上因素,決定換堅固、密封性好的鎧裝熱電偶測溫。特殊鎮(zhèn)靜鋼鉑銠鎧裝熱電偶的電極絲周圍被高絕緣氧化物緊密包圍,外加不銹鋼保護管,保護熱電極不受生產(chǎn)環(huán)境影響,確保其熱電性能穩(wěn)定,準確控制生產(chǎn)過程溫度。根據(jù)生產(chǎn)需要選擇鎳鉻鎳硅電極絲、氧化鎂作絕緣材料,外套 1Cr18Ni9Ti 不銹鋼保護管。特殊鎮(zhèn)靜鋼鉑銠鎧裝熱電偶?購進時的檢定結(jié)果如表 4 所示。換過熱電偶后生產(chǎn)穩(wěn)定,產(chǎn)品性能滿足要求。使用 20 ~ 30爐復檢,檢定數(shù)據(jù)如表 5 所示,特殊鎮(zhèn)靜鋼鉑銠鎧裝熱電偶熱電極被周圍致密的氧化物粉末所包圍,隔絕了氫對導線的腐蝕,保證特殊鎮(zhèn)靜鋼鉑銠鎧裝熱電偶性能穩(wěn)定,延長使用壽命。經(jīng)生產(chǎn)產(chǎn)品檢驗、計量器具檢定結(jié)果表明,磁粉品質(zhì)得到控制,試驗生產(chǎn)磁粉有了突破性進展。 3 結(jié)束語 特殊鎮(zhèn)靜鋼鉑銠鎧裝熱電偶以其堅固、密封性好、耐腐蝕等特點,在特殊環(huán)境中具有不可替代的優(yōu)勢,但價格略高于普通熱電偶,用戶可根據(jù)需要靈活使用。 |