Die Lebensdauer von Edelmetall-Thermoelementen liegt typischerweise zwischen 1000 und 2000 Stunden, die spezifische Lebensdauer wird jedoch von mehreren Faktoren wie Typ, Betriebsumgebung, Temperatur und Schutzmaßnahmen beeinflusst. Beispielsweise gibt der japanische JIS-Standard eine Dauerbetriebszeit von 2000 Stunden für Thermoelemente vom Typ B, R und S an. In tatsächlichen industriellen Anwendungen kann jedoch die richtige Auswahl und Wartung ihre Lebensdauer erheblich verlängern.
I. Schlüsselfaktoren, die die Lebensdauer von Edelmetall-Thermoelementen beeinflussen
Betriebstemperatur und -dauer: Längerer Betrieb bei Temperaturen nahe oder über dem Grenzwert beschleunigt das Kornwachstum, die Oxidation und die Verflüchtigung, was zur Versprödung und zum Bruch der Elektrode führt. Zum Beispiel:
Thermoelemente vom Typ S haben eine langfristige Betriebsgrenze von 1300 Grad und können kurzzeitig 1600 Grad erreichen. Thermoelemente vom Typ B können kontinuierlich bei 1600 Grad betrieben werden und sind für höhere Temperaturbedingungen geeignet.
Atmosphäre Umgebung:
Oxidierende/inerte Atmosphäre: Vorteilhaft für die Verlängerung der Lebensdauer, da Edelmetalle selbst eine starke Oxidationsbeständigkeit aufweisen.
Reduzierende Atmosphären oder Umgebungen, die Schwefel oder Kohlenwasserstoffe enthalten: Diese Umgebungen verursachen leicht Kontamination und Korrosion, was zu einer Abweichung der thermoelektrischen Leistung führt.
Vakuum- oder Wasserstoffumgebungen: Erfordert die Verwendung eines luftdichten Schutzrohrs (z. B. eines Korundrohrs), um eine Verdunstung des Thermoelementdrahts zu verhindern.
Mechanische Beanspruchung und Installationsmethoden: Vibrationen, Biegungen und Thermoschocks können zu Ermüdungsbrüchen des Thermoelementdrahts führen. Entscheidend sind die mechanische Festigkeit und die Einbaustabilität des Schutzrohres. Obwohl gepanzerte Thermoelemente eine gute Vibrationsfestigkeit bieten, ist ihre Lebensdauer oft kürzer als die von zusammengebauten Produkten.
Materialreinheit und Herstellungsverfahren: Hoch-reiner Platin-Rhodiumdraht, lötfreie Fusionstechnologie und hochwertige-Isoliermaterialien (z. B. kalzinierte Korundrohre) verbessern die Zuverlässigkeit und Haltbarkeit erheblich.
Wartung und Kalibrierung: Regelmäßiges Glühen kann die Verteilung von Verunreinigungen verbessern und die thermoelektrische Leistung wiederherstellen. Der Austausch kontaminierter Isolierrohre und die Vermeidung von Bündelungen mit unedlen Metalldrähten tragen zur Verlängerung der Lebensdauer bei.
II. Vergleich der Lebensdauer verschiedener Arten von Edelmetall-Thermoelementen
Tabellentyp Typische Lebensdauer (Dauergebrauch) Anwendbare Szenarien Vorteile der Lebensdauer
S-Typ (Platin-Rhodium 10-Platin) Ca.. 1000–2000 Std. Metallurgische und Glasöfen Hohe Genauigkeit und gute Stabilität, oft als Standardinstrument verwendet
R-Typ (Platin-Rhodium 13-Platin) Ca.. 2000h Hochpräzise Temperaturmessung Höherer Rhodiumgehalt, bessere Wiederholbarkeit
B-Typ (Platin-Rhodium 30-Platin-Rhodium 6) Bis zu 2000 Stunden oder mehr Ultrahochtemperaturöfen und Vakuumöfen Temperaturbeständigkeit bis zu 1800 Grad, keine Kaltstellenkompensation erforderlich
Hinweis: Die tatsächliche Lebensdauer hängt auch von der Qualität des Schutzrohrs, den Installationsspezifikationen und der Wartungshäufigkeit ab.
III. Effektive Maßnahmen zur Verlängerung der Lebensdauer
Auswahl geeigneter Schutzrohre: Verwenden Sie hoch{0}reines Korund, Siliziumkarbid oder andere hochtemperaturbeständige und dichte Materialien, um das Eindringen von Gas und mechanische Beschädigungen zu verhindern.
Optimierung der Installationsstruktur: Stellen Sie die Einstecktiefe sicher und vermeiden Sie thermische Spannungskonzentrationen. Installieren Sie feste Stützen in Vibrationsumgebungen.
Regelmäßige Wartung und Kalibrierung: Führen Sie nach einer Nutzungsdauer eine Glühung durch und senden Sie sie zur Prüfung ein, um zu bestätigen, dass die Drift des thermoelektrischen Potenzials innerhalb des zulässigen Bereichs liegt.
Vermeiden Sie den Kontakt mit Verunreinigungen: Vermeiden Sie den direkten Kontakt mit unedlen Metallen, Kohlenstoff oder Silizium, um Atomdiffusion und Leistungseinbußen zu verhindern.
