При работе в потоках жидкости или газа, движущихся с большой скоростью, а также при высоких давлениях (свыше 4 МПа) и температурах, в агрессивных средах, кабельные термопреобразователи помещаются в защитные чехлы (гильзы), предохраняющие их от изгибов и разрушений. Защитные чехлы имеют типовые габаритные размеры.
Термопреобразователи, конструкция которых является разборной и состоит из кабельной термопары, служащей в качестве сменного термочувствительного элемента (ТЭ), и защитного чехла, называют термопреобразователями блочно-модульного исполнения (конструктивные модификаций 01.05, 01.06, 01.07, 01.08, 01.16). Они, сохраняя все преимущества кабельных ТП, приобретают следующие достоинства:
- возможность замены термочувствительного элемента без демонтажа защитного чехла с объекта;
- возможность одновременной поверки большого числа преобразователей вследствие малогабаритности демонтируемых ТЭ;
- удешевление последующих поставок, так как, при необходимости, заменять можно только наружный чехол или только ТЭ.
Одним из важнейших факторов для обеспечения рабочего ресурса является полная герметичность защитного чехла. В этом случае имеющийся внутри чехла кислород выгорает в течение первых часов эксплуатации, далее кабельный термочувствительный элемент работает в инертной газовой среде, коррозия оболочки кабеля практически прекращается. Таким образом, кабельные термопреобразователи успешно работают как в качестве непосредственно датчика температуры, так и в качестве сменного термочувствительного элемента термоэлектрического преобразователя более сложной конструкции.
Компания «Тесей» постоянно расширяет ассортимент жаростойких и жаропрочных материалов, применяемых для изготовления защитной арматуры термопреобразователей, с целью предоставления потребителям возможности наиболее точного подбора датчиков для конкретных условий эксплуатации, а также снижения затрат на их приобретение.
Чехлы термопреобразователей высокотемпературного исполнения, для работы при температурах до 1250°С, изготавливаются из жаростойких сталей и сплавов.
Материалы, используемые для защитных оболочек и чехлов термопреобразователей
|
Материал чехла |
Обозначение |
Верхний предел рабочей |
Область применения |
Примечание |
|
Аустенитные стали 12Х18Н10Т, |
С10** |
800 |
Энергетика, металлургия, машиностроение, печи отжига, производство кислот, бумажная промышленность, очистка сырой нефти и производство бензина, пищевая промышленность |
Не рекомендуется для использования в присутствии серы или пламени в восстановительной среде. При наличии в среде углерода не рекомендуется применять в диапазоне температур 500–850°С |
|
Сталь AISI 304, |
||||
|
Сталь |
С321 |
Высокая стойкость к ряду агрессивных сред, включая горячие неочищенные нефтепродукты и газообразные продукты горения. При наличии в среде СО2 не рекомендуется применять при температуре выше 650°С |
||
|
Аустенитные стали 10Х17Н13М2Т (ЭИ448), |
С13 |
900 |
Повышенная стойкость к окислению, воздействию кислот и других сред повышенной агрессивности |
Повышенная стойкость к питтинговой коррозии в средах, содержащих ионы хлора, по сравнению с хромоникелевыми сталями типа 18-10. |
|
400 |
При работе в условиях воздействия кипящей фосфорной, серной, 10%-уксусной кислоты и сернокислых средах |
|||
|
Сталь AISI 316 |
С316 |
900 |
Может быть использована продолжительно при температуре до 900°С. |
|
|
400 |
При работе в условиях воздействия кипящей фосфорной, серной, 10%-уксусной кислоты и сернокислых средах |
|||
|
Ферритная сталь 15Х25Т |
Т00 |
1000 |
Для замены чехлов из 12Х18Н10Т при повышенных температурах. Устойчива в серосодержащих средах |
Не рекомендуется воздействие ударных нагрузок, а также эксплуатация при 400–700°С (склонна к охрупчиванию).Температура начала интенсивного окалинообразования 1050°С |
|
Аустенитные стали |
Т18 |
1000 |
Установки конверсии метана, пиролиза, камеры сгорания, установки в химической и нефтяной промышленности |
В интервале 600-800°С склонны к охрупчиванию. Температура начала интенсивного окалинообразования 1050°С |
|
Сталь AISI 446 |
Т446 |
1100 |
Печи закаливания, азотирования и отпуска, расплавы цветных металлов, серосодержащие среды, печи асфальтовых заводов, дымоходы стекловаренных печей |
Превосходная стойкость к коррозии в окислительных и восстановительных средах при высоких температурах. Не рекомендуется применять в атмосфере, содержащей углерод |
|
Сталь AISI 310 |
Т310 |
1100 |
Паровые котлы, доменные печи, печи для обжига цемента и кирпича, производство стекла, нефтедобывающая и нефтехимическая промышленность, электростанции |
Хорошая сопротивляемость окислению и воздействию серы. Благодаря высокому содержанию хрома, материал устойчив к кислым водным растворам, хлорной коррозии, к цианистым и нейтральным расплавам солей при высоких температурах, устойчив в атмосфере, содержащей СО2, до 900°С. Не восприимчив к зеленой плесени |
|
Сплав |
Т600 |
1100 |
Атомные и гидроэлектростанции, печи закалки и отпуска, производство пластмасс, деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная промышленность, паровые котлы, авиастроение |
Не рекомендуется применять с газами, содержащими углекислый газ и серу при температуре выше 550°С и натрий при температуре выше 750°С |
|
Сплав Alloy 740 |
Т740 |
1250 |
Нагревательные печи, стекольная промышленность, производство керамики, производство алюминия |
Сопротивляемость окислению выше, чем у Inconel, остальные характеристики такие же |
|
Сплав на железо-никелевой основе ХН45Ю (ЭП747) |
Т45 |
1250 |
Металлургия и машиностроение, высокотемпературные печи различного назначения, производство перлита, обжиг керамической плитки |
Рекомендуется для замены сплава ХН78Т |
|
Сплав железо-хромалюминиевый |
ТАРМ |
1250 |
Металлургия и машиностроение, высокотемпературные печи различного назначения |
Рекомендуется к использованию в серосодержащих атмосферах и атмосферах с высоким углеродным потенциалом, так как обладает высокой устойчивостью к воздействию серы, серосодержащих соединений и к науглероживанию |
|
Чугун марки СЧ |
СЧ |
800 |
Расплавы алюминиевых сплавов |
Стойкость в расплаве от 14 до 30 дней в зависимости от марки сплава и условий эксплуатации |
|
Керамика |
К795, К799 |
1250 |
Высокотемпературные газовые среды при отсутствии интенсивного воздействия абразивных частиц |
Не рекомендуется воздействие механических нагрузок |
|
Керамика |
К101 |
1200 |
Расплавы цветных металлов |
Не рекомендуется прямое воздействие пламени горелки и механических нагрузок ударного характера |
|
Карбид кремния |
КК |
1250 |
Высокотемпературные газовые среды; наличие в среде абразивных частиц |
Не рекомендуется воздействие механических нагрузок ударного характера |
- * условное обозначение материала металлического чехла, принятое в ПК «ТЕСЕЙ»:
- буквы Т или С указывают максимальную температуру применения ТП (С – 800–900°С; Т – 1000–1250°С);
- двузначное число в индексе указывает процентное содержание никеля в стали или сплаве отечественного производства;
- трехзначное число в индексе применяется для стали или сплава зарубежного производства;
- для обозначения материала керамического чехла используется буква К.
- ** при изготовлении защитных чехлов без дополнительного согласования допускается взаимозамена аустенитных сталей12Х18Н10Т, 08Х18Н10Т, 08Х18Н10, AISI 304 и AISI 304L, которая не влияет на качество и технические характеристики термопреобразователей, так как эти материалы обладают аналогичными свойствами.
Для производства термопреобразователей типа КТНН модификаций 01.06, 01.16, 01.08 в основном используются сплавы ХН45Ю и Kanthal АРМ. Из жаростойких сплавов выполнен наружный защитный чехол термопреобразователя. Рекомендации по применению чехлов из сплавов ХН45Ю и Kanthal АРМ приведены в таблице ниже.
В настоящее время для производства термопреобразователей типа КТХА модификаций 01.06, 01.16, 01.08 нами широко используется жаростойкая сталь AISI 310 аустенитного класса. Из стали AISI 310 выполнены защитная оболочка кабельного термочувствительного элемента и наружный защитный чехол. Рекомендуем термопреобразователи указанных модификаций для применения в температурных диапазонах до 1100°С.