渗碳气氛对热电偶使用寿命的影响
普通的K 型热电偶在渗碳炉等还原性气氛中使用时，常因选择性氧化而呈现较大的负偏差，其寿命很短。本文介绍了选择性氧化的判断方法及对策。1、热电偶的劣化热电偶的使用寿命与其劣化有关，所谓热电偶的劣化，即热电偶经使用后，出现老化变质的现象。热电偶的劣化是不可避免的，它是一个量变过程，对其定量很困难，将随热电偶的种类、直径、使用温度、气氛、时间的不同而变化。热电偶的使用寿命是指热电偶劣化发展到超过允许误差，手持式k型表面热电偶，甚至断线不能使用的时间。有关热电偶使用寿命的判断，必须通过长期积累实际使用状态下的数据，才有可能给出较准确的结果。
K 型热电偶的劣化与Ni-Cr 极的表面状态关系极大，因此，根据表面状态的不同，分为正常劣化与异常劣化两种。劣化原因不同，对热电动势的影响也不同，方向恰好相反。正常劣化的方向为正，异常劣化方向为负。
1) 正常劣化。通常在镍铬极表面形成致密的Cr2O3保护膜，对其内部合金具有很好的保护作用，劣化进程缓慢，发生氧化后其热电动势向正方向变化，即温度示值向偏高方向发展。
2) 异常劣化。当镍鉻极表面未能全部生成Cr2O3保护膜，而生成具有尖晶石结构的NiCr2O4，表面热电偶是什么做的，其组织较Cr2O3疏松，与热电极丝的结合也不牢固，因此在高温下氧化速度很快。在升降温过程中，氧化膜也将发生龟裂或脱落，从而进一步促进氧化。在极短时间内热电动势向负的方向变化，即向温度偏低方向发展。2、K 型热电偶在渗碳炉中使用出现负偏差1) 选择性氧化。
在氧分压较低的情况下，镍铬极中的铬会发生选择性氧化，使表面出现绿色的氧化层，通常称为“绿蚀”。这种因铬含量降低而引起的热电势超差，已成为K 型热电偶长期使用的限制因素。
2) K 型热电偶在渗碳炉中使用出现负偏差原因。
当K 型热电偶处于800 ～ 1050 ℃ 的温度范围内，并在含有CO、H2等还原性气氛中使用时，与氧亲和力大的Cr 将首先发生选择性氧化，即正极中Cr的含量将因物理化学反应而减少，致使正极合金组成也急骤发生变化。由于K 型热电偶的热电势值，主要是正极的贡献，因此Cr 含量的减少，将使K 型热电偶的热电动势值也大幅度降低，而引起很大的负偏差。而且，镍铬极偶丝将因渗碳变脆而断线。
3) 对策。
如果采用的气体很纯，由于系统中不含氧，表面热电偶，可以延长热电偶的使用寿命; 但是，如果热电偶丝的表面上已有氧化层时，仍会为铬的选择性氧化提供足够的氧。因此，在非氧化性气氛中应用时，要采用干净、抛光的偶丝。同时应尽可能避免在带有微量氧的惰性气体或氧分压很低的气氛中使用。当保护管的长度与管径的比值较大时( 即保护管较细时) ，由于空气循环不良，造成缺氧状态，其残存的氧仍可为铬的选择性氧化提供条件。为此，可采用增大保护管直径或选择较Cr 对氧亲合力更强的金属作吸气剂，封入保护管内是有效的。即使是铠装热电偶，同样可延长热电偶的使用寿命。
4) 进口多用炉热电偶的使用寿命。
近几年进口多用炉热电偶也出现K 型热电偶的选择性氧化等质量问题。作者实测其偏差，有的竟高达- 302 ℃，质保期只有短短3 个月。3、K 型热电偶选择性氧化的判断方法K 型热电偶选择性氧化的判断方法有:
1) 颜色：K 型热电偶丝，在正常情况下，磁性表面热电偶，表面呈银灰色并带有金属光泽。但是，若在偶丝表面或表层以下生成绿色脆性锈蚀物，则表明已发生氧化。
2) 脆性：当弯曲K 型热电偶丝时，其表面产生裂纹并部分变脆，说明发生氧化。
3) 磁性：K 型热电偶的正极本无磁性，氧化后则变得有磁性。
4) 热电动势：K 型热电偶的热电动势值，在很短时间内，将产生10 ～ 100 ℃或更大的负偏差。
热电偶测温原理简介
当两种不同金属材料的导线组成闭合回路时，当测量端（通常是数字表或者测温仪）和温度被测端存在温度差异时，回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在电势差。测量出来的电势差就可以计算出来温度。这就是热电偶测温的基本原理。电势差的大小和温度之间的关系就是热电偶的温度分度表。这个对照表的生成是以热电偶连接至冰点，再通过铜线连接至测温仪（数字表）来做出来的，如图所示。这种方式也叫做外部冷端补偿方式。热电偶的温度分度表也就是在这种条件下做出来的。例如K型热电偶，100度时的电压值是4.096mV。而在实际测温应用中，随时带一个冰桶制作冰点来完全复现这种测量方式是很不方便，甚至是不可能的。在没有冰点时，只要知道当时的环境温度，理论上应该是热电偶和测试仪连接具体位置的温度，就可以将该温度值加到测量结果中，从而得到最后的实际温度测量结果。这也就是所谓的内部冷端温度补偿。
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