CN108709655A - 一种热电偶的保护管的制造方法、保护管及热电偶 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热电偶，包括，铠装热电偶、保护管、接线盒以及刚玉管，所述保护管包括内层镍基合金管和外层镍基合金管，所述外层镍基合金管套在所述内层镍基合金管上并且拉拔缩径成一体结构，所述保护管一端焊接有封头，另一端固定有接线盒，所述刚玉管置于所述保护管内，所述铠装热电偶置于所述刚玉管内且其信号输出端连接有温度变送器，所述温度变送器置于所述接线盒内。该热电偶具有耐腐蚀性好，保护管强度高，使用寿命长等优点。本发明还公开了该保护管的制造方法以及保护管。
Description
技术领域
本发明涉及温度测量装置的制造方法及温度测量装置，具体涉及一种热电偶的保护管的制造方法、保护管及热电偶。
背景技术
由于RTO(蓄热式热力焚化炉)医疗废弃物焚烧炉内温度达到约1000℃，介质成分多为氮氢还原性气氛，炉内风速可达15m/s～20m/s，现有的用于测量医疗废弃物焚烧炉的热电偶由于其保护管一般为奥氏体耐热钢，且保护管为单层结构，现有的热电偶用于焚烧炉会出现如下现象：1、1000℃高温下奥氏体耐热钢表面产生析氢腐蚀，现象为形成数量庞大的针孔状空洞，空洞周围产生等离子腐蚀生成耐温较高但强度很低的氮化物；并且当炉内温度超过800℃时，每增加100℃，这种氮氢还原性等离子腐蚀速度将成平方增加，造成保护管极易被腐蚀；2、RTO焚烧炉内具有很强的风速和风压对上述等离子腐蚀生成的氮化物进行破坏，导致奥氏体耐热钢保护套管的屈服强度大大降低；尤其是当热电偶产品非竖直安装时，由于外界载荷及自重的影响导致保护管弯曲变形。
发明内容
本发明针对以上的问题提出了一种热电偶的保护管的制造方法、保护管及热电偶，由该方法制造的保护管具有较强的抗腐蚀性和较大的屈服强度，由该方法制造的热电偶具有高温抗腐蚀性能和屈服强度，保证了其使用寿命。
本发明采用的技术手段如下：
一种热电偶的保护管的制造方法，包括以下步骤，
S1、选取外层镍基合金管和内层镍基合金管，并将外层镍基合金管套在内层镍基合金管外部；
S2、将S1中套在一起的内、外层镍基合金管拉拔缩径处理形成双层镍基合金管；
S3、将S2中的双层镍基合金管在1040℃至1080℃温度中进行退火；
S4、将S3中退火后的双层镍基合金管的一端焊接封头并在1040℃至1080℃温度中进行退火形成一端开口的保护管；
进一步地，所述S3和S4中退火温度为1060℃；
进一步地，所述S4中封头焊接包括采用加焊丝钨极氩弧焊方法对内层镍基合金管端部焊接的第一封头和采用加焊丝钨极氩弧焊方法对外层镍基合金管端部焊接的第二封头，且在第二封头焊接前对外层镍基合金管的端部加工内坡口，然后采用加焊丝钨极氩弧焊方法将第二封头焊接在外层镍基合金管端部；
一种热电偶的保护管，所述保护管采用本发明所公开的方法制成；
一种热电偶，包括，铠装热电偶、本发明公开的保护管、接线盒以及刚玉管，所述保护管的开口端置有接线盒，所述刚玉管置于所述保护管内，所述铠装热电偶置于所述刚玉管内且其信号输出端连接有温度变送器，所述温度变送器置于所述接线盒内；
进一步地，所述保护管外壁上还固定有活动卡套螺纹，所述活动卡套螺纹下端面固定有紫铜垫片；
进一步地，所述活动卡套螺纹包括卡座和卡帽，所述卡座包括第一连接部、第一夹持部以及卡帽连接部，所述第一连接部上具有用于与带测温装置连接的外螺纹，所述卡帽连接部上具有内螺纹孔，所述卡座上还具有与所述内螺纹孔连通的第一通孔，所述内螺纹孔的内侧具有容纳槽，所述容纳槽中置有玻璃纤维绳，所述卡帽包括第二夹持部和卡座连接部，所述卡座连接部上具有用于与所述卡帽连接部连接的外螺纹，所述卡帽上还具有第二通孔，活动卡套螺纹通过所述第一通孔和第二通孔可套在所述保护管上，并且拧动所述卡帽挤压置于所述容纳槽中的玻璃纤维绳以实现活动卡套螺纹与保护管的固定和密封；
进一步地，所述保护管的壁厚为4mm。
与现有技术比较，本发明公开的热电偶的保护管制造方法、保护管及热电偶具有以下有益效果：1、保护管由两层镍基合金管拉拔缩径处理形成，可以使得镍基合金管的组织更为致密，可以提高保护管表面的抗腐蚀性能，同时，镍基合金管具有优良的耐受氮氢等离子还原性腐蚀性能，使得保护管不易受到RTO内的氮氢还原性气体腐蚀；2、保护管由双层镍基合金管构成，两层金属管界面处的金相组织不连续，因此在热电偶使用过程中即使外层保护管出现断裂，其裂纹会在界面处停止，不会使得保护管完全损坏，延长了热电偶的使用寿命，保证了测温的准确性；3、保护管由双层镍基合金管拉伸缩径制成，因此其制造过程中可以采用现有的规格的镍基合金管制成符合保护管所要求的规格；4、保护管上固定有卡套螺纹，便于调节热电偶插入焚烧炉内的深度以进行温度测量。
附图说明
图1为本发明公开的保护管的制造方法；
图2为保护管的结构图；
图3为图2中A处放大图；
图4为本发明公开的热电偶的结构图；
图5为铠装热电偶的结构图；
图6为图5的俯视图；
图7为卡帽的结构图，其中卡座连接部为半剖视图；
图8为卡座的结构图，其中卡座为半剖视图；
图9为活动卡套螺纹与保护管的连接图。
图中：1、铠装热电偶，2、保护管，20，内层镍基合金管，21、外层镍基合金管，22、封头，220、第一封头，221、第二封头，23、开口端，3、接线盒，4、刚玉管，5、卡套螺纹，50、卡座，500、第一连接部，501、第一夹持部，502、卡帽连接部，503、内螺纹孔，504、第一通孔，505、容纳槽，506、玻璃纤维绳，510、第二夹持部，511、卡座连接部，512、第二通孔，6、温度变送器，7、安装垫，8、紫铜垫片。
具体实施方式
实施例1
如图1所示本发明公开的热电偶的保护管的制造方法，包括以下步骤，
S1、选取外层镍基合金管21和内层镍基合金管20，并将外层镍基合金管21套在内层镍基合金管20外部。
S2、将S1中套在一起的内、外层镍基合金管拉拔缩径处理形成双层镍基合金管。
S3、将S2中的双层镍基合金管在1040℃至1080℃温度中进行退火，已消除内、外层镍基合金管之间的残余应力，同时细化镍基合金管的晶粒，使其具有稳定的尺寸和受力性能。在该步骤中，优选地，退火温度为1060℃。
S4、将S3中退火后的双层镍基合金管的一端焊接封头22并在1040℃至1080℃温度中进行退火形成一端开口的保护管。在S3中形成的双层镍基合金管具有两端开口，该该步骤中，对其一端开口焊接封头，使其成为一端开口的保护管，优选地，在该步骤中封头焊接包括采用加焊丝钨极氩弧焊方法对内层镍基合金管端部焊接的第一封头220和采用加焊丝钨极氩弧焊方法对外层镍基合金管端部焊接的第二封头221，且在第二封头焊接前对外层镍基合金管的端部加工内坡口，然后采用加焊丝钨极氩弧焊方法将第二封头焊接在外层镍基合金管端部。采用两层封头焊接，可以增加端部的耐磨性能，同时，即使外部封头损坏，内部的封头还可以起到密封作用，保证了热电偶的使用寿命。在该步骤中，优选地，退火温度为1060℃。
实施例2
如图2和图3所示，本发明公开的热电偶的保护管，包括内层镍基合金管20和外层镍基合金管21，所述外层镍基合金管21套在所述内层镍基合金管20上并且拉拔缩径成一体结构，其一端焊接有封头22，另一端具有开口端23。
实施例3
如图4、图5和图6所示本发明公开的热电偶，包括，铠装热电偶1、保护管2、接线盒3以及刚玉管4，所述保护管2包括内层镍基合金管20和外层镍基合金管21，所述外层镍基合金管21套在所述内层镍基合金管20上并且拉拔缩径成一体结构，所述保护管2一端焊接有封头22，开口端23固定有接线盒3，本实施例中接线盒3为B型接线盒，所述刚玉管4置于所述保护管2内，所述铠装热电偶1置于所述刚玉管4内且其信号输出端连接有温度变送器6，温度变送器6通过安装垫7固定在接线盒内，温度变送器用于将铠装热电偶输出的信号转换成0～20mm电流信号，并直接接入PLC控制柜或二次仪表控制单元。由于保护管采用两层镍基合金管拉拔缩径制成，因此其具有较高的耐磨和耐腐蚀性能，可以有效的抵抗RTO焚烧炉中高温氮氢等离子的腐蚀作用，延长热电偶的使用寿命，优选地，内层镍基合金管和外层镍基合金管选用材料号为2.4816型镍基合金，该型号的镍基合金具有较好的耐腐蚀性和冷加工性能，使得保护管具有更高的性能，延长使用寿命。在本实施例中，如图5所示，铠装热电偶选用K型或N型热电偶。采用双层镍基合金管拉拔缩径处理可以使得保护管的厚度达到4mm。
优选地，刚玉管4中AL2O3含量为99.7％，该刚玉管具有极高的刚性强度，可用于抵抗焚烧炉内15m/s～20m/s风速及200Pa风压载荷的作用力。
进一步地，所述保护管2外壁上还固定有活动卡套螺纹5，所述活动卡套螺纹下端面固定有紫铜垫片8，一般情况下，RTO焚烧炉外的环境温度也较高，约100～150℃，使用紫铜垫片将活动卡套螺纹与RTO焚烧炉进行硬密封的效果会比非金属类密封圈或密封垫的效果更理想。
具体地，所述活动卡套螺纹5包括卡座50和卡帽51，如图8所示，所述卡座50包括第一连接部500、第一夹持部501以及卡帽连接部502，所述第一连接部500上具有用于与带测温装置连接的外螺纹，所述卡帽连接部502上具有内螺纹孔503，所述卡座50上还具有与所述内螺纹孔503连通的第一通孔504，所述内螺纹孔504的内侧具有容纳槽505，所述容纳槽505中置有玻璃纤维绳506，如图7所示，所述卡帽51包括第二夹持部510和卡座连接部511，所述卡座连接部511上具有用于与所述卡帽连接部连接的外螺纹，所述卡帽上还具有第二通孔512，活动卡套螺纹通过所述第一通孔504和第二通孔512可套在所述保护管2上，并且拧动所述卡帽挤压置于所述容纳槽中的玻璃纤维绳以实现活动卡套螺纹与保护管的固定和密封。如图9所示，保护管置于活动卡套螺纹中，卡座通过第一连接部与带测温装置固定连接，当卡套和卡座没有旋紧时，保护管可在活动卡套螺纹上移动已调整热电偶的插深，当热电偶调整到合适的插深后，旋紧卡帽，卡帽挤压容纳槽中的玻璃纤维绳以实现保护管与活动卡套螺纹的密封和固定连接。使用活动卡套螺纹结构可以调节热电偶插入待测温装置中的深度以使得热电偶的测温端处于带测温装置的热源中心，使得测得的温度更准确。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种热电偶的保护管的制造方法，其特征在于：包括以下步骤，
S1、选取外层镍基合金管和内层镍基合金管，并将外层镍基合金管套在内层镍基合金管外部；
S2、将S1中套在一起的内、外层镍基合金管拉拔缩径处理形成双层镍基合金管；
S3、将S2中的双层镍基合金管在1040℃至1080℃温度中进行退火；
S4、将S3中退火后的双层镍基合金管的一端焊接封头并在1040℃至1080℃温度中进行退火形成一端开口的保护管。
2.根据权利要求1所述的热电偶的保护管的制造方法，其特征在于：所述S3和S4中退火温度为1060℃。
3.根据权利要求1所述的热电偶的保护管的制造方法，其特征在于：所述S4中封头焊接包括采用加焊丝钨极氩弧焊方法对内层镍基合金管端部焊接的第一封头和采用加焊丝钨极氩弧焊方法对外层镍基合金管端部焊接的第二封头，且在第二封头焊接前对外层镍基合金管的端部加工内坡口，然后采用加焊丝钨极氩弧焊方法将第二封头焊接在外层镍基合金管端部。
4.一种热电偶的保护管，其特征在于：所述保护管采用权利要求1至3中任意一项所述方法制成。
5.一种热电偶，其特征在于：包括，铠装热电偶、权利要求4中所述的保护管、接线盒以及刚玉管，所述保护管的开口端置有接线盒，所述刚玉管置于所述保护管内，所述铠装热电偶置于所述刚玉管内且其信号输出端连接有温度变送器，所述温度变送器置于所述接线盒内。
6.根据权利要求5所述的热电偶，其特征在于：所述保护管外壁上还固定有活动卡套螺纹，所述活动卡套螺纹下端面固定有紫铜垫片。
7.根据权利要求6所述的热电偶，其特征在于：所述活动卡套螺纹包括卡座和卡帽，所述卡座包括第一连接部、第一夹持部以及卡帽连接部，所述第一连接部上具有用于与带测温装置连接的外螺纹，所述卡帽连接部上具有内螺纹孔，所述卡座上还具有与所述内螺纹孔连通的第一通孔，所述内螺纹孔的内侧具有容纳槽，所述容纳槽中置有玻璃纤维绳，所述卡帽包括第二夹持部和卡座连接部，所述卡座连接部上具有用于与所述卡帽连接部连接的外螺纹，所述卡帽上还具有第二通孔，活动卡套螺纹通过所述第一通孔和第二通孔可套在所述保护管上，并且拧动所述卡帽挤压置于所述容纳槽中的玻璃纤维绳以实现活动卡套螺纹与保护管的固定和密封。
8.根据权利要求7所述的热电偶，其特征在于：所述保护管的壁厚为4mm。
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