RU20608U1

RU20608U1 - THERMOCOUPLING CABLE

Info

Publication number: RU20608U1
Application number: RU2001119110/20U
Authority: RU
Inventors: Ю.В. Рыбаков; Б.В. Лысиков; В.К. Прозоров
Priority date: 2001-07-10
Filing date: 2001-07-10
Publication date: 2001-11-10

Abstract

Термопарный кабель, содержащий оболочку с расположенными в ней термоэлектродными жилами из сплава хромель и сплава алюмель (сплава копель), отделенными друг от друга и оболочки магнезиальной изоляцией, и выполненную из трубки, изготовленной из стали или высоконикелевого сплава, концы которой загерметизированы, отличающийся тем, что оболочка кабеля помещена с зазором в дополнительную оболочку, выполненную из циркониевой трубки, а зазор между оболочками заполнен керамической изоляцией.A thermocouple cable containing a sheath with thermoelectrode conductors made of chromel alloy and alumel alloy (copel alloy) located in it, separated from each other and the sheath by magnesian insulation, and made of a tube made of steel or a high nickel alloy, the ends of which are sealed, characterized in that that the cable sheath is placed with a gap in an additional sheath made of a zirconium tube, and the gap between the sheaths is filled with ceramic insulation.

Description

Полезная модель относится к кабельной пронышленносгн, а нненно: к терион ньш кабелям, предназнаяенным для изготовления термопф, которые могут бьпъ нспользованы для обеспечения температурного контроля.The utility model relates to cable industry, but specifically: to therion cables, intended for the manufacture of thermopfs, which can be used to provide temperature control.

Известен термопарный кабель, содержащнй терноэлектродные жнлы, изолированные друг от дфуга и окружающей среды изоляцией (см. В.Ф. Сучков, В. И. Светлова, Э.Э. Фннкель «Жаростойкие кабели с магиезиальной изоляцией, М., Энергня, 1969г., с. 3).A thermocouple cable is known that contains thorn-electrode cores insulated from each other and the environment by insulation (see V.F. Suchkov, V.I. Svetlova, E.E. Fnnkel “Heat-resistant cables with magic insulation, M., Energnya, 1969]. , p. 3).

Указанный кабель с полнмерной, бумажной, волокинстой н подобньшн вндами изоляции обладает незначительным ресурсом работы из-за разрушеиия термоэлектродов под воздействием эрозии, вибраций, коррозии, графитнзации, тепловых удфов н т.п. Кроме того, в ряде с.пучаев одним из основных требованнй к кабелю является его ж опрочность. Однако конструкция такого кабеля делает его ненригодньш при работе в агрессивной н/ или высокотемпературной среде.The specified cable with full-sized, paper, fiber and similar insulation ends has an insignificant resource of work due to the destruction of thermoelectrodes due to erosion, vibration, corrosion, graphitization, thermal udf, etc. In addition, in a number of villages, one of the main requirements for a cable is its durability. However, the design of such a cable makes it unsuitable for use in aggressive n / or high-temperature environments.

Наиболее б.1газкнм по своей техннческой сущности к предпожениому является термоп ный кабель, содержащнй оболочку с расположенными в ней термоэлектродныни жилами из сплава хромель и сплава алюмель (сплава копель), отделеннымн друг от друга и оболочки магнезнальной нзо.пяцней, и вынолнениую из трубки, изготовленной из сташг или высокоиикелевого сплава, концы которой загерметизированы (см. Б.В. Лысиков, В.К. Црозоров, Ю.В. Рыбаков н др. «Температурные нзмереиия в ядерных реакторах, М., Атомнздат, 1975г., с.с. 20,21,47 - 50).The most gazgnm in its technical essence to the assumption is a thermocouple cable, containing a sheath with thermoelectrode conductors made of chromel alloy and alumel alloy (copel alloy), separated from each other and a sheath of magnesian non-pyotnite, and made from the tube, made of stashg or a high nickel alloy, the ends of which are sealed (see B.V. Lysikov, V.K. Tsrozorov, Yu.V. Rybakov et al. “Temperature measurements in nuclear reactors, M., Atomzdat, 1975, p. p. 20,21,47 - 50).

Данный кабель обладает высокой работоспособностью даже в агрессивиых средах и при высоких температурах. Однако этот кабель обладает несколькими существенными недостатками.This cable has high performance even in aggressive environments and at high temperatures. However, this cable has several significant drawbacks.

Одним из них является высокая гнгроскопичиость магнезиальной нзо.пяции, из-за чего при проннкновеннн влагн под оболоч кабеля резко меняется важнейшая техннческая характеристнка кабеля - электрическое сопротивление. Кроме того, техиологический процесс изготовлеиия кабеля не позволяет получнть оболоч с требуемымн механическими свойствами и геометрическими размерами. Так при деформации кабельнойOne of them is the high gnroscopicity of the magnesian nz.pay, because of which, when the moisture is penetrated under the cable sheath, the most important technical characteristic of the cable - electrical resistance - changes sharply. In addition, the technological process of manufacturing the cable does not allow the sheath to be obtained with the required mechanical properties and geometric dimensions. So with cable deformation

Терноп{фный кабель.Ternopny cable.

заготовки, вследствие торможеиия виутреиней поверхности оболочки об изоляцию, внутренияя поверхность как бы «сдвигается отиосительио иаружиой поверхиости оболочки. Гфи этом в металле оболочки возникают не только напряження растяжения, но и сдвига, что увеличивает опасность его разрушения. Возникает анизотропия деф фмации, при которой степеиь дефориации и, следовательио, механические и прочиостиые свойства по толщине оболочки значительно отличаются. Для сиятия «наклепа кабель подаергают отжигу, который может привести к о аз шанню неблагоприятной окислнтельной среды под оболочкой кабеля, взаимодействию выделившихся из магнезиальиой изоляции О и Н с металлической оболочкой н снижению ее прочиостиых свойств. Облегчает опасиость проиикиовеиия газов в металл оболочки и то обстоягельство, что при треиии о магвезиальную изоляцию возможно разрушение окисиой защитной пленки на виутреиией поверхности оболочки. Ухудшение механических х актеристик оболочки кабеля приводит к быстрому появленню в оболочке трещин, проннкновению через иих виутрь кабеля влаги н, как следствне этого, необходнмостн частой замены кабеля, тогда как в ряде сл1учаев сделать даже разовую замену кабеля невозможно.the workpiece, due to the inhibition of the viutraine surface of the shell on the insulation, the inner surface is “shifted, as it were, by the external surface of the shell. In this case, not only tensile stresses, but also shear arise in the metal of the shell, which increases the risk of its destruction. An defor mation anisotropy arises at which the degree of deforiation and, consequently, the mechanical and other properties over the shell thickness differ significantly. To shine, “hardening the cable, they anneal, which can lead to the discovery of an unfavorable oxidizing medium under the cable sheath, the interaction of O and H released from the magnesia insulation with the metal sheath, and a decrease in its strength properties. The danger of excessive gas emission into the metal of the shell is facilitated by the circumstance that the destruction of the oxide protective film on the vitreous surface of the shell is possible with magvezial insulation. The deterioration of the mechanical characteristics of the cable sheath leads to the rapid emergence of cracks in the sheath, the penetration of moisture through the cable inside them, and as a consequence, frequent cable replacement is necessary, while in some cases it is impossible to even replace the cable once.

Техиический результат, надостнжение которого направлена данная полезная модель, заключается в повышеннн механнческих (прочиостных) свойств н коррознонной стойкостн кабеля, упрощенни н умеиыпеиии числа технологических операцнй при нзготовлеини кабеля.The technical result, the improvement of which this utility model is aimed at, consists in enhanced mechanical (strength) properties of the corrosion-resistant cable, simplified by the number of technological operations during cable preparation.

Указаииый технический результат достигается за счет того, что термоп иый кабель, содержащий оболочку с расположенными в ией термоэлекгродньпян жнламн из сплава хромель н сплава алюме.пь (сшкша копеек), отде.)еннымн друг от друга н оболочкн магнезнальной изоляцией, и вьшолиенную нз трубки, изготовленной нз сталн нли высокоиикелевого сплава, коицы которой загерметнзнрованы, оболочка кабе.пя помещена с зазором в дополинтельную оболочку, выполненную из циркоииевой трубки, а зазор между оболочками заполнен керамнческой изо.}1яцией.The indicated technical result is achieved due to the fact that the thermopile cable containing the sheath with thermoelectric grodnjian znlamn located in it is chromel alloy and alum.pu alloy (separated by kopecks), separated from each other and sheathed with magnesian insulation, and an extruded nz tube made of stainless steel of a high nickel alloy, the coils of which are sealed, the sheath of the cable is placed with a gap in the extra-sheath made of a circus tube, and the gap between the shells is filled with ceramics.} 1.

Сущиость полезиой модели поясияется иарисуике, иа котором изображено продольное сеченне термопарного кабеля.The essence of the utility model is illustrated by iarisuika, which shows a longitudinal section of a thermocouple cable.

Термопарный кабель состоит из термоэлекгродных жил 1, магиезиальиой изоляции 2, отделяющих жилы 1 дфуг от ;Ефуга и оболочкн 3 кабеля, загерметнзированиой на концах пробкамн 4, дополннтельной оболочки 5, установленной коакснальио оболочке 3 кабе.яя с зазором, заполнеииьпй керамической изоляцией 6.The thermocouple cable consists of thermoelectrode cores 1, a metallic insulation 2, separating the cores 1 dfug from; Efuga and sheath 3 cables, sealed at the ends of plugs 4, additional sheath 5, installed coaxnalio sheath 3 cable with a gap, filled with ceramic insulation 6.

Термоп ные кабели, обо.1ючки 3 KOTOfHiK нзготовлениые нз сталн илн высоконнкелевого сплава, нанрнм, ХН78Т, с термоэлектроднымн жнламн 1 нз сплавов ;фомель н алюмель ( вместо сплава алюмель может бьпъ нспользоваи сплав копель).Thermocouple cables, covers 3 KOTOfHiK made of stainless steel high-nickel alloy, nannm, KhN78T, with thermoelectrode and 1 stainless steel alloy; fomel and alumel (instead of alumel, you can use the kopel alloy).

отделенные (нзолированные) дфуг от друга н оболочки 3 кабеля иагнезнальной изоляцией 2, относятся к термопарным кабелям тнпаКТМС ( термонарный с минеральной изоляцней в оболочке нз стали) нли КТМСн (кабель термоп ный с минеральной изоляцией в оболочке из высокоиикелевого силава).Separated (nzolated) DFUG from each other and cable sheath 3 with igneous insulation 2, belong to thermocouple cables tnpaKTMS (thermocouple with mineral insulation in the sheath of stainless steel) or KTMSn (thermocouple cable with mineral insulation in the sheath of high nickel silava).

В соответствии с заявляемой полезной моделью термошфный кабель предв ительио проверяют по всем техническим параиетрш (термо-э.д.с., сопротивление изоляции н т.п.), после чего его коицы герметизируют (например, путем привгфки пробок 4 к торцам оболочки 3). Затем его снабжают дапoлншeJB нoй оболочкой 5 изготовленной нз циркониевой трубки, которую устаиавливают с зазором коаксиальио с оболочкой 3 кабеля. Заполияют зазор межт оболочками 3 и 5 керамической изоляцией б, в качестве которой могут быть использованы окислы магиия, окислы алюминия, окислы бериллия и др. Благодаря загерметизированной с обоих концов оболочке 3, сохраняющей герметичиость на протяжеиии всего техиологического процесса, удается исключить проникиовеиие влаги и смазки в магиезиальиую изоляцию 2, иаходящуюся виутри оболочки 3, и полностью сохранить все ранее полученные х актеристикн термоп ного кабеля. Это позволяет отказаться от проведеиия дополшительиых нагревов заготовки, необходимых для восстаиовлеиия характеристик кабеля в случае попадання влаги в магиезиальиую изоляцию 2. Сокращение операций иагрева и коитроля ие то.пько упрощает н удешевляет технологическнй процесс, по и обеспечивает .лучшее сохраненне фнзнческнх свойств металлов н качество .ля. Снабжение кабе.пя дополнигельной оболочкой 5, нзо.пированиой от оболочки 3 керамической изоляцией б, изменяет поведение кабельной заготовки в процессе деформации и размеры ее элементов - оболочкн 3 н термоэлектродных жил 1. IIocKOJOiKy плотность магнезиальной изоляции 2, находящейся в зазоре между оболочками 3 и S, в иесколшко раз ниже плотиости металлов, из которых изготовлены оболочки 3 н 5, магиезиальиая изоляция 2 прн деформации кабельиой заготовки будет прессоваться, поэтому деформация оболочки 3 и термоэлектродиых жил 1 будет отставать от деформации оболочки S. Это приводат к тому, что отиосительиая толщина оболочки 3 и сечеиие термоэ.лектродаых жил 1 будет несколько выше, чем у стаидартиого кабеля тех же размеров, в результате чего сиижается анизотропия деформации и свойств металлов оболочек 3 и 5 и увеличивается прочиость и надежность кабеля.In accordance with the claimed utility model, the heat-insulating cable is preliminarily checked for all technical parameters (thermo-emf, insulation resistance, etc.), after which its ends are sealed (for example, by attaching plugs 4 to the ends of the sheath 3 ) Then it is supplied with an additional sheath 5 made from a zirconium tube, which is installed with a coaxial gap with a sheath 3 of the cable. The gap between the shells 3 and 5 is filled with ceramic insulation b, which can be used as oxides of magic, aluminum oxides, beryllium oxides, etc. Thanks to the shell 3 sealed at both ends, which maintains tightness during the whole process, it is possible to eliminate moisture and grease penetration into the magic insulation 2 and the inside of the shell 3, and completely preserve all previously obtained characteristics of the thermocouple cable. This eliminates the need for additional heating of the workpiece, necessary to restore the cable characteristics in the event moisture gets into the magic insulation 2. Reducing heating and coiling operations simplifies and reduces the cost of the technological process, and ensures the best preserved quality of metals and metals. la. The supply of the cable through the additional shell 5, which is baked from the shell 3 with ceramic insulation b, changes the behavior of the cable billet during deformation and the dimensions of its elements - sheath 3 n of thermoelectrode cores 1. IIocKOJOiKy density of magnesia insulation 2 located in the gap between sheaths 3 and S, a few times lower than the density of the metals from which the shells 3 and 5 are made, the magic insulation 2 of the strain on the cable blank will be pressed, therefore, the deformation of the shell 3 and thermoelectrode cores 1 will lag behind the def shell S. S. This leads to the fact that the thinner thickness of the sheath 3 and the cross section of thermoelectric electrode cores 1 will be slightly higher than that of a standard cable of the same size, thereby reducing the anisotropy of the deformation and properties of the metals of the sheaths 3 and 5 and increasing the strength and cable reliability.

Необходимо также учитьшагь, что оболочка 3 может разрушаться как от механического, так и от химического взаимодействия с магнезиальиой изоляцией 2, причем коррозиоииое или усталостное раз1 шеиие иосит межкрнсташштный характер, протекаетIt is also necessary to learn that the shell 3 can be destroyed both from mechanical and chemical interactions with magnesia insulation 2, and the corrosion or fatigue gap is interstitial in nature, and

очень быстро, и скорость разрушения не завнснт от толщнны самой оболочкн 3. Наличие в этой связи дополнительной оболочкн 5 в зиачнтельной сгепенн снижает вероятность разрушення оболочки кабеля, ироиикнсвення влаги в магнезиальную изоляцию 2 и НЕфушения термоэлектрических х|фактернстик кабеля. Сиабжение кабеля дополнительной оболочкой 5 исключает также контакт оболочки 3 с рабочим ниструментом н смазкой при е€ переделе на меньшие диаметры при волочении шш прокатке, благод| я чему исключаются вероятность образования дефектов поверхности - задиров, рисок н трещин, которые практически неизбежно возннкаюг при деформации тоикостеиных конструкций.very fast, and the destruction rate is not dependent on the thickness of the sheath itself 3. The presence of an additional sheath 5 in the shepherd hardened in this connection reduces the likelihood of the cable sheath being destroyed, the moisture in the magnesia insulation 2 and the non-drying of thermoelectric x | cable characteristic. The cable coaxing with an additional sheath 5 also excludes the contact of sheath 3 with a working tool and grease at e € redistribution into smaller diameters when dragging and rolling, thanks | This excludes the likelihood of surface defects — scoring, scratching, and cracks — which almost inevitably occur during deformation of the toe-bone structures.

Изготовление дополнительной оболочки 5 из циркония позволяет использовать кабель в акгивиой зоие ядериого реактора, т.к. сечение захвата нейтронов цирконием зиачительио ниже, чем у многих другнх конструкцноиных металлов, а коаксиальное с зазором, заполнеиньпи керамнческой изоляцней б, расположенне оболочек 3 и 5 исключает опасность их электро-химического взаимодействия.The manufacture of an additional shell 5 of zirconium makes it possible to use the cable in the active zone of a nuclear reactor, since the neutron capture cross section is lower than that of many other structural metals, and the coaxial one with a gap filled with ceramic insulator 6 located on shells 3 and 5 eliminates the danger of their electrochemical interaction.

По окоичаиню процесса изготовлення н сушкн кабеля его дополнительиую оболочку 5 герметизируют по торцам с обоих концов (на фиг. не показано), например, пицениом, во избежаиие попадания влаги в керамическую изоляцию 6 прн транспоргнровке и хранении кабеля.At the end of the process of manufacturing and drying the cable, its additional sheath 5 is sealed at the ends at both ends (not shown in Fig.), For example, pizza, in order to prevent moisture from entering ceramic insulation 6 during cable reassignment and storage.

Таким образом, при использовании предлагаемой полезной модели повышаются механические (прочиостнью) свойства н коррозноиная стойкость кабеля, упрощается н удешевляется технологнческий процесс нзготовлення кабеля.Thus, when using the proposed utility model, the mechanical (strength) properties and the corrosion resistance of the cable are increased, the technological process of preparing the cable is simplified and cheapened.

Claims

A thermocouple cable containing a sheath with thermoelectrode conductors made of chromel alloy and alumel alloy (copel alloy) located in it, separated from each other and the sheath by magnesia insulation, and made of a tube made of steel or a high nickel alloy, the ends of which are sealed, characterized in that that the cable sheath is placed with a gap in an additional sheath made of a zirconium tube, and the gap between the sheaths is filled with ceramic insulation.