열쌍 보호 튜브는 고온 산업 온도 측정 시스템의 중요한 구성 요소입니다.
그들은 열쌍 센서를 보호합니다.
- 고온 산화
- 부식성 가스
- 녹은 재료
- 열 충격
- 기계적 손상
세라믹 보호 튜브 재료 중, 실리콘 탄화재 기반 세라믹은 뛰어난 성질 때문에 널리 사용됩니다.
- 고온 안정성
- 열전도성
- 열 충격 저항성
- 화학성 경화 저항성
그러나 모든 실리콘 탄화물 보호 튜브는 동일한 기능을 하지 않습니다.
일반적으로 사용되는 세 가지 재료는 다음과 같습니다.
- 재분석된 실리콘 카비드 (RSiC)
- 반응 결합 실리콘 탄화물 (SiSiC / RBSC)
- 실리콘 나이트라이드 결합 실리콘 탄화물 (Si3N4-SiC)
각 재료는 다음과 같은 측면에서 다른 장점을 가지고 있습니다.
- 가스 밀도
- 최대 작동 온도
- 열 충격 저항성
- 부식 저항성
- 기계적 강도
올바른 재료를 선택하려면 실제 작동 조건을 이해해야 합니다.
재 결정화 된 실리콘 탄화물은 고 순수 SiC 입자를 사용하여 합금 첨가물 또는 결합 물질 없이 생산됩니다.
합금 과정에서 대략:
2200~2400°C
미세한 SiC 입자는 증발-연결 결합을 통해 고순도 세라믹 구조를 만듭니다.
전형적인 특성:
| 재산 | RSiC |
|---|---|
| SiC 순도 | >99% |
| 최대 작동 온도 | 1650°C |
| 대량 밀도 | ~2.70g/cm3 |
| 겉으로 보이는 엽기성 | ~15% |
| 열전도성 | ~25W/m·K (1000°C) |
| 열 확장 계수 | 4.8 ×10−6/°C |
RSiC는 다음과 같은 온도에서 안정적인 성능을 유지합니다.
1650°C
이 제품은 다음과 같은 용도로 적합합니다.
- 유리 녹기 오븐
- 고온 소각장
- 귀금속 가공
- 황을 함유한 연소 가스 환경
왜냐하면 RSiC는 다음을 포함하기 때문입니다.
- 높은 SiC 순도
- 자유 실리콘 단계가 없습니다.
- 금속 결합 단계가 없습니다
그것은 다음에 대한 탁월한 저항을 제공합니다:
- 산화 대기
- 황 화합물
- 고온 부식 가스
다음의 조합:
- 낮은 열 확장
- 좋은 열전도성
- 가벼운 구조
RSiC 튜브가 급격한 온도 변화를 견딜 수 있도록 합니다.
통제된 포러스 구조 때문에:
- 가스 투과성이 존재합니다.
- 완전 밀폐는 보장 할 수 없습니다.
따라서 RSiC는 다음의 경우 권장되지 않습니다.
- 가스 밀착 측정 시스템
- 선반이 없는 귀금속 열쌍 보호
Pt-Rh 열쌍의 경우 추가 알루미나 내부 튜브가 일반적으로 필요합니다.
반응 결합 실리콘 탄화물은 분해된 실리콘을 포러스한 SiC 탄소체로 침투하여 제조됩니다.
실리콘은 탄소와 반응하여 2차 SiC를 형성하고 나머지 실리콘은 구멍을 채웁니다.
이것은 거의 엽기성이 없는 밀도가 높은 구조를 만듭니다.
전형적인 특성:
| 재산 | SiSiC |
|---|---|
| SiC 함량 | ~81% |
| 최대 작동 온도 | 1350~1400°C |
| 대량 밀도 | 30.003.05g/cm3 |
| 겉으로 보이는 엽기성 | ~0% |
| 열전도성 | 35~36W/m·K |
| 열 확장 계수 | 4.4·4.5 ×10−6/°C |
SiSiC의 가장 큰 장점은 다음과 같습니다.
거의 0개로성
이 조항은 다음과 같이 규정하고 있습니다.
- 우수한 가스 밀폐
- 대기권 침투 방지
- 안정적인 열쌍 측정
특히 다음과 같은 용도로 적합합니다.
- 대기 오븐
- 가스 분석 시스템
- 제어된 대기 열처리
SiSiC는 다음과 같은 것을 제공합니다.
- 높은 밀도
- 높은 굴절 강도
- 우수한 차원 정확성
전형적인 구부러진 강도:
260~300 MPa 방온
이것은 기계적 내구성이 필요한 응용 프로그램에 적합합니다.
높은 열전도성 향상:
- 열 전달 효율성
- 온도 반응 속도
- 측정 정확성
주요 한계는 다음과 같습니다.
구조가 자유 실리콘을 포함하기 때문에:
- 최대 온도는 제한됩니다.
- 산화 저항은 RSiC보다 낮습니다.
- 일부 녹은 금속 환경은 실리콘 단계에 공격 할 수 있습니다.
따라서 SiSiC는 일반적으로 위의 연속 작동에 권장되지 않습니다.
1400°C
실리콘 나이트라이드 결합 실리콘 탄화물은 합금 과정에서 질소와 실리콘 분말의 반응으로 생성된다.
Si3N4 단계는 SiC 곡물 사이의 결합 네트워크를 형성합니다.
전형적인 특성:
| 재산 | Si3N4-SiC |
|---|---|
| SiC 함량 | 73~75% |
| 최대 작동 온도 | ~1450°C |
| 대량 밀도 | 20.70~2.80g/cm3 |
| 겉으로 보이는 엽기성 | 8~28% |
| 열전도성 | 19·20 W/m·K |
| 열 확장 계수 | 4.5·5.1 ×10−6/°C |
이 재료는 다음과 같은 조건에서 매우 잘 작동합니다.
- 빠른 난방
- 빠른 냉각
- 빈번한 오븐 사이클
그것은 광범위하게 사용됩니다:
- 간헐적인 오븐
- 열처리 오븐
- 세라믹 난방 시스템
실리콘 나이트라이드 결합 단계는 다음과 같습니다.
- 낮은 수축
- 안정적인 구조
- 좋은 제조 정확성
고 순수 RSiC 또는 밀도가 높은 SiC 물질과 비교하면:
Si3N4-SiC는 다음과 같은 성분을 제공합니다.
- 생산비용 감소
- 큰 크기의 용량
- 좋은 전체 성능 균형
SiSiC와 비교하면:
- 가스 밀도가 낮습니다.
RSiC와 비교하면:
- 최대 온도 능력은 낮습니다.
이 약은 다음과 같은 경우에 권장되지 않습니다.
- 강한 알칼리성 환경
- 녹은 소금 노출
- 극도로 부식성 대기
| 재산 | RSiC | SiSiC | Si3N4-SiC |
|---|---|---|---|
| 제조 방법 | 재결결 | 실리콘 침투 반응 결합 | 니트라이드 결합 |
| SiC 순도 | >99% | ~81% | 73~75% |
| 최대 작동 온도 | 1650°C | 1350~1400°C | ~1450°C |
| 포러스성 | ~15% | ~0% | 8~28% |
| 가스 밀도 | 중간 | 훌륭해요 | 좋아 |
| 열 충격 저항성 | 훌륭해요 | 훌륭해요 | 훌륭해요 |
| 열전도성 | ~25W/m·K | 35~36W/m·K | 19·20 W/m·K |
| 부식 저항성 | 훌륭해요 | 좋아 | 중간 |
| 기계적 강도 | 중간 | 높은 | 중간 |
| 비용 수준 | 높은 | 중간 | 아래쪽 |
| 전형적인 응용 | 고온성 부식 | 가스 밀착 측정 | 열순환 |
✓ 온도가 1500°C 이상
✓ 산화 저항성이 중요합니다.
✓ 황 을 함유 한 가스 가 존재 합니다
✓ 열 충격 저항성이 필요합니다.
전형적인 응용 프로그램:
- 유리 녹기 오븐
- 소화기
- 고온 화학 시스템
✓ 가스 밀도가 우선
✓ 열쌍 보호는 밀폐가 필요합니다.
✓ 대기 조절이 중요합니다.
전형적인 응용 프로그램:
- 대기 오븐
- 가스 분석 장비
- 열처리 시스템
✓ 열순환이 빈번하게 발생합니다.
✓ 비용 효율성이 중요합니다
✓ 큰 지름의 튜브가 필요합니다.
전형적인 응용 프로그램:
- 세라믹 오븐
- 오프닝 오븐
- 열처리 장비
단일 "최선" 실리콘 카바이드 열쌍 보호 튜브 물질은 없습니다.
최적의 선택은 작동 환경에 달려 있습니다.
- RSiC는 가장 높은 온도 능력과 부식 저항성을 제공합니다.
- SiSiC는 최고의 가스 밀도와 기계적 강도를 제공합니다.
- Si3N4 결합된 SiC는 뛰어난 열 충격 저항성과 비용 효율성을 제공합니다.
신뢰성 있는 열 쌍 보호 를 위해, 엔지니어 는 다음 과 같은 점 을 평가 해야 합니다.
- 작동 온도
- 오븐 대기
- 가스 투명성 요구 사항
- 열순환 주파수
- 부식 상태
올바른 SiC 재료를 선택하는 것은 열쌍 수명, 측정 정확성 및 오븐 작동 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있습니다.
