Tuổi thọ của cặp nhiệt điện kim loại quý thường là từ 1000 đến 2000 giờ, nhưng tuổi thọ cụ thể bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như loại, môi trường hoạt động, nhiệt độ và các biện pháp bảo vệ. Ví dụ: tiêu chuẩn JIS của Nhật Bản quy định thời gian hoạt động liên tục là 2000 giờ đối với cặp nhiệt điện loại B, R và S. Tuy nhiên, trong các ứng dụng công nghiệp thực tế, việc lựa chọn và bảo trì thích hợp có thể kéo dài đáng kể tuổi thọ sử dụng của chúng.
I. Các yếu tố chính ảnh hưởng đến tuổi thọ của cặp nhiệt điện kim loại quý
Nhiệt độ và thời gian vận hành: Hoạt động kéo dài ở nhiệt độ gần hoặc vượt quá giới hạn sẽ đẩy nhanh quá trình phát triển của hạt, quá trình oxy hóa và bay hơi, dẫn đến hiện tượng giòn và gãy điện cực. Ví dụ:
Cặp nhiệt điện loại S có-giới hạn hoạt động lâu dài là 1300 độ và có thể đạt tới 1600 độ trong thời gian ngắn; Cặp nhiệt điện loại B có thể hoạt động liên tục ở nhiệt độ 1600 độ và phù hợp với điều kiện nhiệt độ cao hơn.
Môi trường khí quyển:
Khí quyển oxy hóa/trơ: Có lợi cho việc kéo dài tuổi thọ vì bản thân kim loại quý có khả năng chống oxy hóa mạnh.
Giảm khí quyển hoặc môi trường chứa lưu huỳnh hoặc hydrocacbon: Những môi trường này dễ gây ô nhiễm và ăn mòn, dẫn đến làm giảm hiệu suất nhiệt điện.
Môi trường chân không hoặc hydro: Yêu cầu sử dụng ống bảo vệ kín khí (chẳng hạn như ống corundum) để ngăn chặn sự bay hơi của dây cặp nhiệt điện.
Ứng suất cơ học và phương pháp lắp đặt: Rung, uốn và sốc nhiệt có thể gây đứt mỏi dây cặp nhiệt điện. Độ bền cơ học và độ ổn định khi lắp đặt của ống bảo vệ là rất quan trọng. Trong khi cặp nhiệt điện bọc thép có khả năng chống rung tốt nhưng tuổi thọ của chúng thường ngắn hơn so với các sản phẩm lắp ráp.
Độ tinh khiết của vật liệu và quy trình sản xuất: Dây rhodium-bạch kim có độ tinh khiết cao{1}}, công nghệ nhiệt hạch không hàn và vật liệu cách điện-chất lượng cao (chẳng hạn như ống corundum nung) cải thiện đáng kể độ tin cậy và độ bền.
Bảo trì và hiệu chuẩn: Việc ủ thường xuyên có thể cải thiện sự phân bố tạp chất và khôi phục hiệu suất nhiệt điện; thay thế các ống cách điện bị nhiễm bẩn và tránh bó dây bằng kim loại cơ bản giúp kéo dài tuổi thọ sử dụng.
II. So sánh tuổi thọ của các loại cặp nhiệt điện kim loại quý khác nhau
Loại bảng Tuổi thọ điển hình (Sử dụng liên tục) Kịch bản áp dụng Ưu điểm tuổi thọ
S-loại (Bạch kim-Rhodium 10-Platinum) Khoảng. 1000–2000h Lò luyện kim và thủy tinh Độ chính xác cao và độ ổn định tốt, thường được sử dụng làm công cụ tiêu chuẩn
Loại R-(Bạch kim-Rhodium 13-Bạch kim) Khoảng. 2000h Đo nhiệt độ với độ chính xác cao Hàm lượng rhodium cao hơn, độ lặp lại tốt hơn
Loại B-(Bạch kim-Rhodium 30-Bạch kim-Rhodium 6) Lên đến 2000 giờ trở lên Lò nung nhiệt độ cực cao và lò chân không Khả năng chịu nhiệt độ lên tới 1800 độ, không cần bù tiếp giáp lạnh
Lưu ý: Tuổi thọ thực tế còn phụ thuộc vào chất lượng của ống bảo vệ, thông số kỹ thuật lắp đặt và tần suất bảo trì.
III. Các biện pháp hiệu quả để kéo dài tuổi thọ dịch vụ
Chọn ống bảo vệ phù hợp: Sử dụng corundum-có độ tinh khiết cao, cacbua silic hoặc các vật liệu đặc và chịu nhiệt-cao khác để ngăn chặn sự xâm nhập của khí và hư hỏng cơ học.
Tối ưu hóa cấu trúc lắp đặt: Đảm bảo độ sâu chèn và tránh tập trung ứng suất nhiệt; cài đặt hỗ trợ cố định trong môi trường rung động.
Bảo dưỡng và hiệu chỉnh định kỳ: Sau một thời gian sử dụng, thực hiện ủ và gửi đi kiểm tra để xác nhận độ lệch thế nhiệt điện nằm trong phạm vi cho phép.
Tránh tiếp xúc với chất gây ô nhiễm: Không cho phép tiếp xúc trực tiếp với kim loại cơ bản, carbon hoặc silicon để ngăn chặn sự khuếch tán nguyên tử và suy giảm hiệu suất.
