CN102788650A - 高炉炉基铠装热电偶耐用性能检测方法 - Google Patents

Abstract

一种高炉炉基铠装热电偶耐用性能检测方法，主要用于高炉炉基铠装热电偶的使用寿命的判定识别，它包括常规检定、非常规检测、理化分析和无损探伤，所述非常规检测包括渗漏实验、渗漏试验后绝缘电阻测试、渗漏试验后热电势检定、激冷干燥实验、激冷干燥后绝缘电阻测试、激冷干燥后热电势检定。本发明能为高炉铠装热电偶品质优选提供技术支持和决策依据。本发明对于一次性、长期使用的炉基铠装热电偶在埋置前进行焊接和机械密封的渗漏检验以及外护管材质理化性能分析，并在实验后应用常规检定方法检测热电特性变化趋势及对电偶耐湿热性、耐蚀性、耐高温性优劣识别，推断其工作寿命，是一种实用有效的电偶质量及耐用性检验方法。

Description

高炉炉基铠装热电偶耐用性能检测方法

技术领域

本发明涉及一种高炉炉基铠装热电偶耐用性能检测方法，主要用于高炉炉基铠装热电偶的使用寿命的判定识别，具体讲是对高炉炉基专用铠装热电偶在使用寿命、抗热震、耐高温、耐腐蚀、耐湿热性能的实验鉴别方法。

背景技术

高炉炉体的温度监测事关热工过程的自动调节和安全生产。由于高炉恶劣环境的影响和特殊要求的制约，使得置于炉身保护管（可更换）或直接砌埋在炉基中的铠装热电偶不但具有体形细长(从炉壳到炉基中心敷设可达20米)、热响应时间快、气密性好、耐震动、便于弯曲等优点，而且具有较强的抗热震、耐高温、耐腐蚀、耐湿热能力，避免早期失效，提高工作寿命。

铠装热电偶是将热电偶丝和绝缘材料一起紧压在金属保护管中，三者经组合加工成可弯曲的坚实组合体。                 

高炉专用铠装热电偶外径Φ3mm～Φ5mm,热容量小；不锈钢护套属镍－铬合金抗高温、耐腐蚀材质；壁薄0.8mm，并进行过退火处理,具有很好的可挠性；偶丝直径Φ0.6mm，由氧化镁绝缘粉料填充实芯于不锈钢护套内。

在湿热环境下，铠装热电偶不能因焊接和机械密封渗漏造成绝缘材料失效

而引起的热电偶测温数据偏差。因此要求象炉基专用铠装热电偶埋置于高炉炉基四层碳砖中随一次炉役工作15年不能定期检定更换，还要保证性能可靠稳定，的确给铠装热电偶制造和使用提出了一个目前还很难确保的难题，但目前国家颁布的检定规程都是在相对标准的实验室条件下进行的，还没有一种检测和鉴定高炉炉基湿热条件下铠装热电偶的使用性能的方法，只能做常规检定。

发明内容

本发明提供一种高炉炉基铠装热电偶耐用性能检测方法，其目的就是为了提前识别铠装热电偶耐用性能的优劣，以延长铠装热电偶工作寿命。

本发明包括常规检定、非常规检测、理化分析和无损探伤。

一、常规检定：包括外观、热电势检定、绝缘电阻测试，首先判定被检铠装热电偶是否符合国家颁布的检定标准要求。

二、非常规检测-----模拟现场湿热条件的检定：

将被检电偶置于水中侵泡或高温、激冷等试验后再进行常规热电特性检定；

三、用理化技术分析金属材质的耐蚀性；

四、用无损探伤检查焊接渗漏缺陷。

所述非常规检测包括渗漏实验、渗漏试验后绝缘电阻测试、渗漏试验后热电势检定、激冷干燥实验、激冷干燥后绝缘电阻测试、激冷干燥后热电势检定，具体步骤是：

1．渗漏实验：将电偶整体浸入80℃软水中保温96小时降至55℃。

2．渗漏试验后绝缘电阻测试：将电偶从水中取出擦干，在室温下放置24小时后，进行热电偶丝对外不锈钢护管的绝缘电阻测试。考察铠装热电偶焊接和机械密封是否符合防水绝缘要求。

3．渗漏试验后热电势检定：继渗漏绝缘电阻测试后，直接进行再次电偶热电势检定。

4．激冷干燥实验：是继渗漏试验、热电势检定项目完成后，电偶从热电势检定炉（800℃）中取出，直接用0℃～4℃自来水冲刷10分钟 ，快速冷却后擦去水珠，将电偶置入80℃±1℃的鼓风恒温烘箱内干燥18小时。

激冷干燥后绝缘电阻测试：电偶从鼓风恒温烘箱取出自然冷却至室温，进行热电偶丝对外不锈钢护管的绝缘电阻测试。

6.  激冷干燥后热电势检定：继激冷干燥后绝缘电阻测试项后，电偶再入热电偶检定炉进行热电势检定。

非常规检测主要考察热电偶的热电特性以及铠装外护管、电偶合金丝冷热交换后渗漏和金相组织特性是否有明显的变化，整个实验过程电偶热电势复检三次，等于退火三次、淬火两次，中温干燥一次，考察了试验温度和碳化物数量改变对生成裂纹的临界应力δκ以及对屈服强度δτ的影响, δκ、δτ值委托技术中心理化检验室测定。

所述理化分析即对铠装外护管不锈钢材质进行电镜能谱成份分析。

所述无损探伤检查即对电偶测量端焊口进行着色渗透无损探伤。

检定方法：⑴着色渗漏无损探伤；⑵用金相法、电子显微镜法以及断口观测法。

五、性能检测结果与分析判定：

1． 铠装热电偶试样热电特性都符合工业使用二级以上的标准，即热电偶的样品与标准品比对偏差≤6℃（最大误差），连续5支样品的自身精度偏差≤1.5℃，绝缘电阻＞1000MΩ为合格。

2． 渗漏实验和激冷干燥实验后，电偶测量端焊口焊接质量测试（探伤），测试焊接口表面无开口缺陷及热处理塑性变性造成的冲击韧性破裂，证明铠装热电偶抗热震、耐高温、机械密封性能合格。

3． 热电势检定精度和绝缘电阻测试在渗漏实验和激冷干燥实验变化趋势上无明显关联。证明电偶丝的内在材质无变异以及绝缘介质未受到湿热渗侵，耐湿热性能合格。

4．  铠装外护管不锈钢材质分析，根据成分比例推断铠装热电偶晶间耐蚀倾向，其镍铬含量影响强度和耐蚀性，镍含量越高耐腐蚀性能越强；

    本发明方法技术可靠，能为高炉铠装热电偶品质优选提供技术支持和决策依据。因为常规检定方法只适用于使用可更换和定期检定的铠装热电偶（检定周期半年）；实践证明对于一次性、长期使用的炉基铠装热电偶在埋置前进行焊接和机械密封的渗漏检验以及外护管材质理化性能分析，并在实验后应用常规检定方法检测热电特性（热电势、电绝缘）变化趋势及对电偶耐湿热性、耐蚀性、耐高温性优劣识别，推断其工作寿命，是一种实用有效的电偶质量及耐用性检验方法。                            

   具体实施方式

下面结合实施例详细说明本方法的具体实施方式，但本方法的具体实施方式不局限于下述的实施例。

实施例：太钢1800m³高炉铠装热电偶性能鉴定。

本实施例采用下述依次的步骤：

一、实验电偶样品：高炉铠装热电偶性能鉴定，按技术保证项目的要求（其中工作寿命要求一代炉役15年以上）,送检的铠装热电偶规格为k分度，直径φ5mm,长20米。

二、采用室温补偿法进行常规检定:包括外观质量、热电势检定、绝缘电阻测试。

热电势检定设备：RZJ热工全自动检定装置。

标准器：一等铂铑₁₀－铂热电偶 S203－1－187。

检定范围：0～1400℃   检定点：400℃  600℃  800℃。

热电势检定精度说明：

k分度 Ⅰ级为精度最高级，400℃±1.6℃，600℃±2.4℃，800℃±3.2℃。

k分度Ⅱ级为精度普通级，400℃±3.0℃，600℃±4.5℃，800℃±6.0℃。

工业使用Ⅱ级以上为合格。

绝缘电阻测试设备：兆欧表 ZC－7。

绝缘电阻测试方法：兆欧表一极接偶丝引线，另一极接铠装不锈钢护管。

三、非常规检测---------模拟现场湿热条件下的检定：

1．渗漏实验：将试样电偶整体浸入80℃软水中保温96小时降至55℃。

渗漏试验后绝缘电阻测试：

从水中取出擦干，在室温下放置24小时后，进行偶丝对外不锈钢护管的绝缘电阻测试。考察铠装热电偶焊接和机械密封是否符合防水绝缘要求。

渗漏试验后热电势检定：

继渗漏绝缘电阻测试后，直接进行电偶热电势检定。

2．激冷干燥实验：是继渗漏试验热电势检定项目完成后，电偶从热电势检定炉（800℃）中取出，直接用0℃～4℃自来水冲刷，快速冷却后擦去水珠，将电偶置入80℃±1℃的鼓风恒温烘箱内干燥18小时。

激冷干燥后热电势检定：

继激冷干燥后绝缘电阻测试项后，再入热电偶检定炉进行热电势检定。 

3．铠装外护管不锈钢材质理化分析：

通过技术中心理化实验室，进行电镜能谱成份分析。

表1     试样的电镜能谱分析成份对比

。

注：材质镍铬含量影响强度和耐蚀性

从本次试样的电镜能谱分析表1成份对比可判定：5＃为镍基――镍铬铁合金（日本冈崎Inconel600），柔韧性、耐蚀性和机械强度优良；1＃、2＃、4＃为镍基――镍铬合金（GH3030），柔韧性、耐蚀性较3＃的304、321不锈钢要好。

4.电偶测量端焊口焊接无损探伤测试：

    通过技术中心理化检验室，进行着色渗透无损探伤。检定方法：⑴着色渗漏无损探伤；⑵用金相法、电子显微镜法以及断口观测法。 

Claims (1)

1.一种高炉炉基铠装热电偶性能检测方法，包括常规检定、非常规检测、理化分析和无损探伤，其特征是所述非常规检测包括渗漏实验、渗漏试验后绝缘电阻测试、渗漏试验后热电势检定、激冷干燥实验、激冷干燥后绝缘电阻测试、激冷干燥后热电势检定，具体步骤依次是：

（1）．渗漏实验，即将电偶整体浸入80℃软水中保温96小时降至55℃；

（2）．渗漏试验后绝缘电阻测试，即将电偶从55℃水中取出擦干，在室温下放置24小时，进行不锈钢护管的绝缘电阻测试；

（3）．渗漏试验后热电势检定，即将电偶置于800℃的热电势检定炉内进行热电势检定；

（4）．激冷干燥实验，即将电偶从的热电势检定炉中取出，用0℃～4℃自来水冲刷10分钟，快速冷却后擦去水珠，将电偶置入80℃±1℃的鼓风恒温烘箱内干燥18小时；

（5）．激冷干燥后绝缘电阻测试，即电偶从鼓风恒温烘箱取出自然冷却至室温，对不锈钢护管的绝缘电阻进行测试；

（6）．激冷干燥后热电势检定：电偶置于800℃的热电势检定炉进行热电势检定。