鎧裝熱電偶在磁粉生產(chǎn)中的應用

       熱電偶是被廣泛應用的溫度傳感器。隨著(zhù)科技的進(jìn)步，熱電偶的種類(lèi)、制作工藝也有很大的進(jìn)步，由傳統的偶絲、絕緣瓷管外套不銹鋼管結構發(fā)展到鎧裝熱電偶，其結構由熱電極、高絕緣氧化物、外套不銹鋼保護管3者構成,如圖1、圖2所示。鎧裝熱電偶具有測溫范圍寬、性能穩定、能彎曲、耐高壓、熱響應時(shí)間短和堅固耐用等許多優(yōu)點(diǎn)?，F在的鎧裝熱電偶可以輕松做到φ0.5mm至φ4mm以上,便于在固體表面、蒸氣和氣體介質(zhì)下使用。

1熱電偶失效問(wèn)題的發(fā)現
       磁粉在現代生活中重要性需求量越來(lái)越大，產(chǎn)品廣泛應用于計算機通訊、汽車(chē)、儀器儀表、自動(dòng)化技術(shù)、家電等各個(gè)領(lǐng)域(23)。2012年我所引進(jìn)由某大學(xué)課題研究成果，將釹鐵硼合金破碎鑄錠通過(guò)HDDR(氫化一歧化反應一脫氫一再結合)工藝制備出高性能各向異性NdFeB磁粉4，以期規?；a(chǎn)高品質(zhì)磁體。設備通過(guò)調試試運行，生產(chǎn)出的磁粉性能指標符合要求。使用一段時(shí)間后磁粉性能開(kāi)始下降，半年后(即2012年12月)性能下降明顯，成批產(chǎn)生廢品。從現場(chǎng)檢查沒(méi)有查出明顯的問(wèn)題，于是建議所有計量器具重新檢測。
       2013年1月查出測溫用的兩支鎳鉻鎳硅熱電偶數據異常由于生產(chǎn)過(guò)程是在820C環(huán)境下完成的，于是檢測800℃.850℃兩點(diǎn)，檢定結果誤差值嚴重偏大，如表1所示。

       重新更換經(jīng)檢定合格的熱電偶后，生產(chǎn)試驗恢復正常。過(guò)幾個(gè)月,類(lèi)似情況再次出現。熱電偶經(jīng)檢定，誤差值偏大，如表2所示。
       11月重新購置經(jīng)檢定合格的熱電偶，同時(shí)縮短檢定周期,隨時(shí)跟蹤檢定。2013年12月檢測結果，誤差已接近或超出允許誤差，如表3所示。

       根據使用情況,設備生產(chǎn)7~8爐磁粉，熱電偶就不能再用了。如此造成了熱電偶更換頻繁，延誤生產(chǎn),成批廢品產(chǎn)生，生產(chǎn)成本居高不下。生產(chǎn)工藝開(kāi)發(fā)進(jìn)人瓶頸,規?；a(chǎn)線(xiàn)建設處于停頓狀態(tài)。
2熱電偶失效原因分析和預防措施
2.1熱電偶失效原因分析
       釹鐵硼合金低溫吸氫并在820℃發(fā)生歧化反應,歧化相在820℃真空狀態(tài)下重新再結合生成Nd2Fe14B硬磁相。通過(guò)控制反應過(guò)程中溫度及氫氣壓力,可獲得具有各向異性組織的NdFeB磁粉。而在這一過(guò)程中,普通熱電偶裸露的電極鎳鉻鎳硅中的鉻成分最易被氫吸附,氫原子進(jìn)人金屬的晶格內,聚合為氫分子,造成晶格的外扭,產(chǎn)生很大的內應力,嚴重時(shí)金屬產(chǎn)生裂紋,即金屬材料的“氫脆"現象5]。熱電偶的內應力是影響其熱電性能的重要因素,是要盡量消除的[6]。由于熱電偶電極材料內應力存在,使其熱電性能發(fā)生變化，出現測溫不準的狀況。隨時(shí)間的延長(cháng)內應力加大，誤差增大。
2.2預防措施
       綜合以上因素,決定換堅固密封性好的鎧裝熱電偶測溫。鎧裝熱電偶的電極絲周?chē)桓呓^緣氧化物緊密包圍,外加不銹鋼保護管，保護熱電極不受生產(chǎn)環(huán)境影響,確保其熱電性能穩定,正確控制生產(chǎn)過(guò)程溫度。根據生產(chǎn)需要選擇鎳鉻鎳硅電極絲、氧化鎂作絕緣材料,外套1Cr18Ni9Ti不銹鋼保護管。鎧裝熱電偶購進(jìn)時(shí)的檢定結果如表4所示。換過(guò)熱電偶后生產(chǎn)穩定,產(chǎn)品性能滿(mǎn)足要求。使用20~30爐復檢,檢定數據如表5所示。
       鎧裝熱電偶熱電極被周?chē)旅艿难趸锓勰┧鼑?隔絕了氫對導線(xiàn)的腐蝕,保證熱電偶熱電性能穩定,延長(cháng)使用壽命。經(jīng)生產(chǎn)產(chǎn)品檢驗、計量器具檢定結果表明,磁粉品質(zhì)得到控制，試驗生產(chǎn)磁粉有了突破性進(jìn)展。