термопар вольфрам

Когда речь заходит о термопарах вольфрам-рениевой серии, даже опытные технологи иногда путают границы применения сплавов ВР5/20 и ВР5/20В. Разница в одной букве, а поведение при длительных тепловых нагрузках отличается кардинально.

Особенности вольфрам-рениевых пар

На нашем производстве в ООО Шанхуай Кэньчуань Прибор долгое время использовали стандартные термопары вольфрам-рениевые для печей цементации. Пока не столкнулись с систематическим отклонением в 12-15°C после 2000 часов работы. Оказалось, виной всему был нестабильный вакуум в камере - даже микроскопические утечки приводили к постепенному окислению электродов.

Между прочим, многие забывают, что вольфрамовые сплавы критически чувствительны к атмосфере печи. В нейтральной среде или водороде работают стабильно, но стоит появиться следам кислорода - начинается деградация. Причем визуально это не всегда заметно сразу.

Как-то пришлось разбирать вышедший из строя датчик после 8 месяцев эксплуатации. На разрезе видно было, как окисление пошло по границам зерен. Именно поэтому сейчас мы всегда рекомендуем клиентам дополнительную защиту чехлами из молибдена.

Практические сложности калибровки

Калибровка вольфрамовых термопар - отдельная история. Стандартные методы здесь не всегда работают. Помню, как в лаборатории ООО Уху Кэньчуань Прибор разрабатывали методику поверки для сталелитейного комбината.

Основная проблема - нелинейность характеристики в диапазоне °C. Точки калибровки приходится выбирать чаще, чем для хромель-алюмелевых пар. И обязательно с контролем атмосферы - иначе получаем погрешность.

Кстати, наш сайт https://www.kenchuang.ru долгое время не отражал этот нюанс в технической документации. Пока не накопили достаточно статистики по реальным эксплуатационным случаям.

Совместимость с измерительными приборами

Многие думают, что любые термопары вольфрам можно подключать к стандартным контроллерам. На практике же часто требуется специальная настройка входных цепей. Особенно если речь о старых моделях регуляторов температуры.

Был случай на заводе жаропрочных сплавов: подключили новые датчики к существующей системе автоматизации - получили постоянные скачки показаний. Пришлось пересматривать схему компенсации холодного спая.

Сейчас в наших интегрированных датчиках температуры мы сразу закладываем эту особенность. Но для отдельных термопар клиентам приходится подробно объяснять требования к измерительной аппаратуре.

Реальные кейсы применения

Самая показательная история была с вакуумной печью для спекания карбидных порошков. Заказчик жаловался на короткий срок службы термопар - не более 3 месяцев. При детальном анализе выяснилось, что проблема не в самих датчиках, а в технологии отжига.

Оказалось, при резком охлаждении возникали микротрещины в защитной арматуре. После изменения режима охлаждения срок службы увеличился до приемлемых 10-12 месяцев.

Именно такие случаи заставили нас пересмотреть подход к подбору материалов защитных чехлов. Теперь для каждого применения подбираем вариант индивидуально, учитывая не только температуру, но и термические удары.

Перспективы развития технологии

Сейчас экспериментируем с новыми сплавами вольфрам-рениевой группы. Особый интерес представляет модификация с добавлением оксидов тория - но это пока на стадии лабораторных испытаний.

Параллельно в ООО Шанхуай Кэньчуань Прибор ведется работа по улучшению стабильности характеристик при циклических нагрузках. Предварительные результаты обнадеживают - удалось снизить дрейф показаний на 7-8% по сравнению с серийными образцами.

Думаю, в ближайшие год-два сможем предложить рынку действительно обновленную версию вольфрамовых термопар. Но пока рано говорить о конкретных сроках - слишком много нюансов требует дополнительной проверки.