なぜシリコンカービッド熱対保護管のガス密度が重要なのか?

高温産業プロセスでは熱対保護管は,正確な温度測定を保証し,厳しい作業環境から温度センサーを保護する上で重要な役割を果たします..

しかし,温度測定の精度は 最大温度抵抗以上のものに依存します.

多くの用途ではガス密度は 最も重要な性能要因の"つです攻撃的なガスや 溶けた材料や 化学物質の蒸気が 保護管を貫通し 熱電池を損傷するからです

これは特に重要です.

• 大気制御炉
• 熱処理システム
• 金属加工
• ガラスの溶融炉
• 化学加工設備
• 燃焼ガス監視システム

防護管の材料としてシリコンカービード (SiC) のセラミックチューブ熱伝導性が優れているため,熱衝撃耐性があり,高温安定性があるため,広く使用されています.

しかし,異なるSiC材料は,気密度の著しく異なるレベルを提供します.

この違いを理解することは,適切な熱対保護管を選択するために不可欠です.

ガス密度は,保護管の外部ガス,蒸気,液体が管壁を通って熱対元器に到達するのを防ぐ能力を指します.

ガス密度の高い保護管は,熱電池を以下から効果的に隔離しなければならない.

• 酸化ガス
• 硫黄を含む大気
• ガス削減
• 溶けた金属蒸気
• 腐食性のある化学成分

ガスの密度が悪い場合:

• 熱対汚染
• センサーの酸化
• 電気隔熱障害
• 誤った温度値
• センサーが早速故障

したがって,ガス密度は測定の信頼性と設備の稼働時間に影響を及ぼします.

高温では多くの産業環境が 高反応性ガスを含んでいます

例えば:

大気は以下のものを含めることができる.

• アルカリ蒸気
• 硫黄化合物
• 金属酸化物

これらの物質は 熱対材料を徐々に攻撃します

制御された大気には以下のものが含まれる.

• 水素
• 窒素
• 炭素を含むガス
• アモニア

ガス浸透は,熱電池の周辺の環境を変え,測定精度に影響を与えます.

溶けた金属とスクラッグは

• 金属蒸気
• オキシド
• 反応性化合物

十分な保護がなければ,熱電池は急速に故障する可能性があります.

すべてのシリコンカービッド保護管は同じ構造ではありません.

製造過程で決定されるのは:

• 毛孔性
• マイクロ構造
• ガスの透透性
• 耐腐食性

最も一般的なSiC保護管材料は以下のとおりである.

• 反応結合シリコンカービード (RBSC/SiSiC)
• シリコンナイトリード結合シリコンカービッド (Si3N4結合SiC)
• 再結晶化シリコンカービード (R-SiC)
• 圧力をかけないシリコンカービード (SSiC)

反応結合のシリコンカービードは,溶けたシリコンでポロ性のSiC炭素体に浸透することで生成される.

余ったシリコンが 内孔を埋め ほぼ完全に密集した構造を作り出します

典型的な特徴:

SiSiCは真ん中に近い孔隙性があるため:

• 優れた密封性能
• ガス浸透に強い抵抗力
• 信頼性の高い熱対保護

特に適しているのは:

• 大気炉
• ガス分析システム
• 密封温度測定アプリケーション

しかし,残留的な自由シリコンの存在により,最大温度能力が制限されます.

約1400°C以上の長期暴露は酸化と表面劣化を引き起こす可能性があります.

再結晶されたシリコンカービードは,シンテリング添加物なしで製造されます.

材料は次のことを達成します

• 非常に高いSiC純度
• 優れた酸化耐性
• 熱ショック耐性が高い

典型的な特性:

毛孔構造は熱ショックに優れた抵抗性があります

しかし,これはまた,次のことを意味します:

• ガス透通性が高く
• 完全にガスを密封することは保証できません

したがって,R-SiCは,次の用途に最適です.

• ガラスの溶融炉
• 高温酸化環境
• 硫黄を含む大気

しかし,貴金属の熱対やガスに敏感なアプリケーションでは,追加の内膜が必要かもしれません.

シリコンナイトリード結合のSiCは以下を組み合わせます.

• SiC粒子強度
• Si3N4結合相

典型的な利点:

• 熱ショック耐性
• 良好な寸法安定性
• 大直径利用可能

しかし,孔隙構造は反応結合SiCよりもガスの密度が低いことを意味します.

一般的に,以下に使用されます.

• 熱処理炉
• 陶器用オーブン
• 断続式加熱システム

保護管を最大気温に合わせて選べるのは よくある間違いです

しかし,実際の使用寿命は次の組み合わせに依存します.

• 温度
• 大気
• 化学環境
• 熱循環
• ガス透透性要件

例えば:

優先事項:

✓高温耐性
✓ 熱ショック耐性
✓ 硫黄による腐食耐性

推奨:

R-SiC

優先事項:

✓ ガスの隔離
✓ 測定精度
✓ センサーの寿命が長い

推奨:

反応結合SiC (SiSiC)

優先事項:

✓ 熱ショック耐性
✓ 機械的な耐久性

推奨:

Si3N4結合のSiC

熱電偶の使用寿命の延長のために:

温度評価のみに基づいて選択しないでください.

考える 方法

• ガス組成
• 酸化レベル
• 化学的暴露
• 必要な密封性能

適用対象は:

• プラチナ・ロジウム熱対
• 高腐食性ガス
• 宝石保護

アルミナ面付のダブルウォールデザインは,保護を大幅に改善することができます.

優れた材料でさえ 失敗する可能性があります

• 誤った設置
• 熱ショック
• 機械的な衝撃

適切なクリアランスと制御された加熱サイクルが不可欠です

ガスの密度は,シリコンカービッド熱対保護管の選択において,重要な,しかししばしば見過ごされる要因である.

異なるSiC材料は 異なる利点を持っています

• 反応結合SiC (SiSiC)優れたガス密封性能を備えています
• 再結晶化SiC (R-SiC)高温や腐食に 優れた耐性を備えています
• Si3N4結合のSiC熱ショック耐性とコスト効率が優れています

適切な材料の選択には,最大温度だけでなく,常に全作業環境を考慮する必要があります.

要求の高い産業環境で正確な温度測定を必要とするアプリケーションでは,信頼性を向上させるために適切なSiC保護管材料を選択することが不可欠です.ダウンタイムを減らす熱電池の使用寿命を延ばす

• 反応結合シリコンカービッド (SiSiC) の熱対保護管
• 再結晶化シリコンカービッド (R-SiC) の保護管
• シリコンナイトライド結合シリコンカービッド保護チューブ
• 圧力をかけないシリコンカービッド (SSiC) のチューブ