ทำไมความแน่นหนาของก๊าซจึงสำคัญต่อหลอดป้องกันเทอร์โมคัปเปิลซิลิคอนคาร์ไบด์?

ในกระบวนการอุตสาหกรรมอุณหภูมิสูงท่อป้องกันเทอร์โมคอปเปอร์มีบทบาทสําคัญในการรับประกันการวัดอุณหภูมิที่แม่นยํา และป้องกันเซ็นเซอร์อุณหภูมิจากสภาพแวดล้อมการทํางานที่รุนแรง.

อย่างไรก็ตาม ความแม่นยําในการวัดอุณหภูมิ ขึ้นอยู่กับมากกว่าการต่อต้านอุณหภูมิสูงสุด

ในหลายๆ การใช้งานความแน่นของก๊าซเป็นหนึ่งในปัจจัยการทํางานที่สําคัญที่สุดเพราะก๊าซที่รุนแรง วัสดุหลอม และควาญเคมีสามารถเจาะหลอดป้องกันและทําลายเทอร์โมคอลล์

นี่สําคัญมากใน:

• เครื่องอบอุ่นที่ควบคุมอากาศ
• ระบบบําบัดความร้อน
• กระบวนการโลหะ
• เครื่องประปาแก้ว
• อุปกรณ์แปรรูปเคมี
• ระบบติดตามก๊าซควัน

ในหมู่วัสดุหลอดป้องกันเซรามิกต่างๆหลอดเซรามิกซิลิคคาร์ไบด์ (SiC)ใช้กันอย่างแพร่หลาย เนื่องจากความสามารถในการนําไฟฟ้าได้ดีเยี่ยม ทนต่อแรงกระแทกทางความร้อน และมีความมั่นคงในอุณหภูมิสูง

อย่างไรก็ตาม วัสดุ SiC ที่แตกต่างกัน ให้ความแน่นของก๊าซแตกต่างกันอย่างมาก

การเข้าใจความแตกต่างนี้เป็นสิ่งสําคัญในการเลือกหลอดป้องกันเทอร์โมคอปเปอร์ที่ถูกต้อง

ความแน่นของก๊าซหมายถึงความสามารถของท่อป้องกันในการป้องกันก๊าซภายนอก, คัน, และของเหลวจากการเจาะผ่านผนังท่อและถึงองค์ประกอบ thermocouple

ท่อป้องกันที่แน่นต่อก๊าซควรแยกเทอร์โมคอปเปอร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพจาก:

• ก๊าซออกซิเดน
• บรรยากาศที่มีซัลเฟอร์
• การลดน้ํามันก๊าซ
• คันโลหะหลอม
• ส่วนประกอบทางเคมีที่ทําลาย

ความแน่นของก๊าซที่ไม่ดี อาจส่งผลให้:

• การติดเชื้อของเทอร์โมคอปล์
• การออกซิเดชั่นของเซ็นเซอร์
• ความบกพร่องของระบบกันไฟฟ้า
• การอ่านอุณหภูมิที่ผิด
• ความผิดพลาดของเซ็นเซอร์ก่อนเวลา

ดังนั้น ความแน่นของก๊าซจะส่งผลกระทบต่อความน่าเชื่อถือในการวัดและเวลาทํางานของอุปกรณ์โดยตรง

ในอุณหภูมิที่สูงมาก สิ่งแวดล้อมอุตสาหกรรมหลายแห่งมีก๊าซที่มีปฏิกิริยาสูง

ตัวอย่างเช่น

บรรยากาศอาจมี:

• อุณหภูมิ
• สารผสมซัลฟูร์
• อะไหล่โลหะ

สารเหล่านี้สามารถโจมตีวัสดุ thermocouple อย่างช้า ๆ

บรรยากาศที่ควบคุมได้แก่

• ไฮโดรเจน
• ไนโตรเจน
• ก๊าซที่มีคาร์บอน
• อโมเนีย

การเจาะเข้าไปของก๊าซสามารถเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมท้องถิ่นรอบเทอร์โมคอลล์ และส่งผลต่อความแม่นยําของการวัด

โลหะหลอมและเกลียวสามารถสร้าง:

• คันโลหะ
• อ๊อกไซด์
• สารประกอบปฏิกิริยา

ถ้าไม่มีการป้องกันที่เพียงพอ เทอร์โมคอปล์อาจล้มเหลวอย่างรวดเร็ว

ไม่ใช่อุปกรณ์ป้องกันซิลิคอนคาร์ไบด์ทั้งหมดมีโครงสร้างเดียวกัน

กระบวนการผลิตกําหนด:

• ความขวาง
• องค์ประกอบเล็ก
• ความผ่านของก๊าซ
• ความต้านทานต่อการกัดกรอง

วัสดุท่อป้องกัน SiC ที่ทั่วไปที่สุดประกอบด้วย

• คาร์บิดซิลิคอนที่เชื่อมต่อด้วยปฏิกิริยา (RBSC / SiSiC)
• ซิลิคอนไนไตรดผูกซิลิคอนคาร์ไบด์ (Si3N4-ผูก SiC)
• คาร์บิดซิลิคอน (R-SiC) เรคริสตัล
• คาร์บิดซิลิคอนซินเตอร์แบบไม่มีความดัน (SSiC)

คาร์บิดซิลิคอนที่เชื่อมโยงด้วยปฏิกิริยาถูกผลิตโดยการเจาะเข้าไปในร่าง SiC-คาร์บอนที่มีรูปร่างด้วยซิลิคอนหลอม

สารซิลิคอนที่เหลือจะเต็มช่องรูภายใน สร้างโครงสร้างที่หนาแน่นเกือบหมด

ลักษณะเฉพาะ:

เนื่องจากขุมขวางที่เกือบศูนย์ SiSiC ให้:

• ผลประกอบการปิดดีเยี่ยม
• ความต้านทานสูงต่อการเจาะเข้าไปของก๊าซ
• การป้องกันเทอร์โมคอลล์ที่น่าเชื่อถือ

มันเหมาะสําหรับ:

• เครื่องอบอากาศ
• ระบบวิเคราะห์ก๊าซ
• การใช้งานในการวัดอุณหภูมิแบบปิด

อย่างไรก็ตาม การมีซิลิคอนฟรีที่เหลือจํากัดความสามารถในการอุณหภูมิสูงสุด

การเผชิญหน้าต่อระยะยาวมากกว่าประมาณ 1400 °C อาจทําให้เกิดการออกซิเดชั่นและการทําลายผิว

คาร์ไบดซิลิคอนที่กระจกใหม่ถูกผลิตโดยไม่ใช้สารเสริมซินเตอร์

วัสดุสามารถ:

• ความบริสุทธิ์ SiC ที่สูงมาก
• ความทนทานต่อการออกซิเดนที่ดี
• ความทนทานต่อการกระแทกทางความร้อนสูงกว่า

คุณสมบัติทั่วไป:

โครงสร้างที่มีขุมขวาง ให้ความทนทานกับการกระแทกทางความร้อนที่ดี

แต่นั่นก็หมายความว่า

• ความผ่านของก๊าซสูงขึ้น
• การปิดกั้นก๊าซอย่างสมบูรณ์แบบไม่สามารถรับประกันได้

ดังนั้น R-SiC จึงเหมาะสําหรับ:

• เครื่องประปาแก้ว
• สภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิการออกซิเดนสูง
• บรรยากาศที่มีซัลเฟอร์

แต่สําหรับเทอร์โมคอปเปอร์โลหะอันมีค่า หรือการใช้งานที่มีความรู้สึกต่อก๊าซ อาจต้องใช้แผ่นภายในเพิ่มเติม

SiC ที่ผูกกับซิลิคอนไนไตรด์รวมกัน:

• ความแข็งแรงของอนุภาค SiC
• ขั้นตอนการผูก Si3N4

ข้อดีทั่วไป:

• ความทนทานต่อการกระแทกทางความร้อนที่ดี
• ความมั่นคงในมิติที่ดี
• ขนาดขนาดใหญ่

อย่างไรก็ตาม โครงสร้างที่มีขุมขวาง หมายความว่าความแน่นของก๊าซต่ํากว่า SiC ที่เชื่อมต่อด้วยปฏิกิริยา

มันถูกใช้ทั่วไปใน:

• เครื่องแปรงบําบัดความร้อน
• เครื่องอบเซรามิก
• ระบบทําความร้อนระยะสั้น

ความผิดพลาดที่เกิดขึ้นบ่อย ๆ คือการเลือกท่อป้องกันตามอุณหภูมิสูงสุดเท่านั้น

อย่างไรก็ตามอายุการใช้งานจริงขึ้นอยู่กับการรวมของ:

• อุณหภูมิ
• บรรยากาศ
• สภาพแวดล้อมทางเคมี
• รอบร้อน
• ความต้องการความผ่านของก๊าซ

ตัวอย่างเช่น

ความสําคัญ:

✓ ทนต่ออุณหภูมิสูง
✓ ทนต่อการกระแทกทางความร้อน
✓ ทนต่อการกัดกรองจากซัลเฟอร์

แนะนํา:

R-SiC

ความสําคัญ:

✓ การแยกก๊าซ
✓ ความแม่นยําของการวัด
✓ อายุการใช้งานของเซ็นเซอร์ยาวนาน

แนะนํา:

SiC ที่เชื่อมต่อด้วยปฏิกิริยา (SiSiC)

ความสําคัญ:

✓ ทนต่อการกระแทกทางความร้อน
✓ ความทนทานทางกล

แนะนํา:

Si3N4-bounded SiC ซีซี

เพื่อให้มีอายุการใช้งานของเทอร์โมคอปเปอร์ที่ยาวนานขึ้น

อย่าเลือกเฉพาะจากการระบุอุณหภูมิ

พิจารณา:

• ประกอบของก๊าซ
• ระดับการออกซิเดน
• การเผชิญหน้ากับสารเคมี
• ความสามารถในการปิดที่ต้องการ

สําหรับการใช้งานที่เกี่ยวข้องกับ

• เครื่องปรับปรุงความร้อนจากเพลตินัม-โรเดียม
• ก๊าซที่มีอัตราการกัดกร่อนสูง
• การป้องกันโลหะมีค่า

การออกแบบผนังสองชั้นที่มีแผ่นอัลลูมิเนีย สามารถเพิ่มการป้องกันได้อย่างสําคัญ

แม้แต่วัสดุที่ดีที่สุดก็อาจล้มเหลว เพราะ:

• การติดตั้งที่ผิด
• การกระแทกทางความร้อน
• การกระแทกทางกล

ความสะอาดที่เหมาะสม และรอบรอบการทําความร้อนที่ควบคุมเป็นสิ่งจําเป็น

ความแน่นของก๊าซเป็นปัจจัยที่สําคัญ แต่มักถูกมองข้ามเมื่อเลือกท่อป้องกันเทอร์โมคอปเปิลซิลิคอนคาร์ไบด์

วัสดุ SiC ที่แตกต่างกัน มีข้อดีต่างกัน

• SiC ที่เชื่อมต่อด้วยปฏิกิริยา (SiSiC)มีผลงานในการปิดกั้นก๊าซที่เหนือกว่า
• SiC (R-SiC) ที่กระจายใหม่ให้ความทนทานต่ออุณหภูมิสูงและการกัดกร่อนที่โดดเด่น
• Si3N4-bounded SiC ซีซีส่งผลให้ความทนทานต่อการกระแทกทางความร้อนที่ดีและประหยัด

การเลือกวัสดุที่ถูกต้อง ควรพิจารณาสภาพแวดล้อมการทํางานทั้งหมด ไม่เพียงแต่อุณหภูมิสูงสุด

สําหรับการใช้งานที่ต้องการการวัดอุณหภูมิที่แม่นยําในสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรมที่ต้องการ การเลือกวัสดุท่อป้องกัน SiC ที่เหมาะสมเป็นสิ่งสําคัญเพื่อเพิ่มความน่าเชื่อถือลดเวลาหยุดทํางานและขยายอายุการใช้งานของเทอร์โมคอปเปอร์

• ท่อป้องกันเทอร์โมคอปล์จากซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiSiC) ที่เชื่อมต่อด้วยปฏิกิริยา
• หลอดป้องกันซิลิคอนคาร์ไบด์ (R-SiC) ที่กระจายใหม่
• หลอดป้องกันซิลิคอนไนไตรดผูกซิลิคอนคาร์บิด
• หลอดซิลิคอนคาร์ไบด์ (SSiC) ที่ไม่อัดแรง