* По ГОСТ 3044-77 обозначения XAej. НСХ типов ХА (К) и ХА,8 одинаковые.
Примечания: I) содержание РЬ, ВО As, Sb в хромеле Т н алюмеле не превышает аналогичных хромелю; кантал N и ниаль - аналоги алюмеля [580]
9.8. Термопары для измерения средних и высоких температур
Термопары хромель - алюмель. Термопары хромель - алюмель (за рубежом называемые никель - хром.ннкель - алюминий [580]) являются наиболее высокотемпературными (1300 °С) и жаростойкими среди серийно выпускаемых термопар из неблагородных металлов. Алюминий, которым легируют никель, уменьшает его окисление на воздухе, образуя плотный оксидный слой; марганец и кремний защищают никелевый термоэлектрод от воздействия серы, связывая ее на поверхности в сульфиды. Результаты исследования влияния состава хромеля и алюмеля иа их термоэлектрические свойства приведены в работе [8041. Химический состав алюмеля марки НМцАК2-2-1 приведен в табл. 9.16, его физико-механические свойства- в табл. 9.17 и 9,18 НСХ термопары хромель-алюмель (условное обозначение ХА (К) *, за рубежом тип К, NiCr-N1, NiCr-Ni.Al) во всех странах одинаковая и приведена в табл. 9.19.
В температурном эквиваленте допускаемое отклонение по большинству национальных стандартов при 1000 С составляет ±7,5° С. Стандарты США, Японии и рекомендации МЭК предполагают выпуск термопар со специальным отбором термоэлектродов, дающим отклонение ±4 С прн 1000 °С (табл. 9.20).
В литературе приведены самые различные значения верхних температурных пределов применения термопар хромель-алюмель (табл. 9.21). Многие исследователи отождествляют эти значения с максимальной температурой, до которой распространяются таблицы НСХ термопар этого типа Судя по таблицам, приведе1Н1ым в стандартах разных стран, значения термоЭДС указаны при температуре максимум от 1200 (стандарт ФРГ DIN 437П) до 1372 °С (английский стандарт BS 4937-1973). Последнее значение практически совпадает с точкой плавления алюмеля и всего на 25 °С ниже точки плавления Хромеля, что заставляет критически отнестись к максимальной температуре градуировки, как к температурному критерию эксплуатации термопары. Наиболее реальные данные (табл. 9.22), приведенные в [374], получены на основании обработки и обобщения результатов экспериментов разных исследователей.
Поведение термопар хромель - алюмель при высоких температурах рассмотрено в работах [186, 580, 603, 676, 712, 714, 804, 922]. В работе [382]
Примеси, не
П\ его
Ост. 89,0...90,0
0,6...1,2
0,30
0,40
0,20
0,003
0,25
0,05
0,15
Ост. 93,0...93,8
0,6...1,2 0,5
0,30
0,10
0,005
0,25
0,05
0,002 % каждого; 2) кантал Р и тофель - торговые наименования зарубежных сплавов,
предложена кинетическая модель термопары, описывающая изменение характеристик со временем, при этом учитывались физические и химические неоднородности материалов термопар, химическое и термическое воз-действие, эффекты упорядочения и наклепа.
Таблица 9,17. Сортамент и физико-механические свойства хромеля Т и алюмеля
Свойство
Хромель Т
Алюмель
Диаметр проволоки, мм
Предельное отклонение по диаметру, мм
Временное сопротивление Og, МПа
Относительное удлинение б, %
Твердость по Бринеллю, НВ
Температура плавления, °С
Плотность у, г см
Удельное электросопротивление р 10,
Ом м
Температурный коэффициент электросопротивления ТКЭСд . 10S К~ Теплопроводность ?i[OQ с, Вт м~ К~ Удельная теплоемкость Cjq oq, кДж X X кг -- К~
Температурный коэффициент линейного расширения a.20..лoo °С) О . К~ Абсолютный коэффициент термоЭДС So =с. мкВ К~
0,1...5,0
0,03...-0,12
1430
1450
8,72
8,67
23,9
17,6
26,8
0,43
0,48
13,1
12,0
22,3
- 17,1
из ® ие термоЭДС ДЕ при 800 °Стермопары хромель - алюмель г рр п диаметром 1,2 мм и погрешность измерения температуры А/
помощью за время т (до 120 тыс. ч) в работе [922] предложено описывать формулами In Д£ = 2,9 + 0,23 1п т, Д£ - 18,2т;°-\ мВ; М =
10 9-49)
й Таблица 9.18. Зависимость свойств хйомеля и алюмеля от температуры
