1、連續滲碳爐用復合管型實體熱電偶
①連續滲碳爐用熱電偶
瓦房店軸承廠由美國引進的電輻射加熱滲碳爐，用于鐵路車輛軸承滲碳。依據產品質量要求，滲碳劑為甲醇和乙酸乙脂，工藝溫度為(930±5)℃，每臺爐共分5個溫區，用熱電偶測量各部位的溫度。熱電偶安裝在由爐蓋上方垂直插入的10個測溫孔內。原來采用不銹鋼(1Cr18Ni9Ti)保護管，選用K型熱電偶，長度為1250mm。
②存在問題
1)熱電偶壽命短、偏差大
瓦房店軸承廠的滲碳爐開始試運行五個月內發現安裝的10支K型熱電偶全部受到腐蝕、變質、熱電勢超差，均不合格。由于試運行，電爐時開時停，實際運行時間僅兩周，熱電偶壽命太短，不能滿足生產要求。
自滲碳爐正式運行20天后對新安裝的熱電偶進行現場校驗，發現各測溫系統的測量誤差為15～25℃，全部報廢。更換上新熱電偶后，間隔一周多次進行校驗，計量室部分校驗結果見表1。
表1 測溫異常的熱電偶檢定結果
由表1可以看出:
a、熱電偶的使用壽命僅為1～2周;
b、熱電偶的漂移方向均為負偏差，稍不注意容易發生工件過燒的質量事故。
2)熱電偶腐蝕嚴重
使用后的K型熱電偶在測量端附近，負極變白、正極變綠，腐蝕嚴重。經中科院大連化物所對使用后的熱電偶及其片狀剝落物進行化學及X光結構分析結果表明，正負極均含有微量碳。正極中Cr元素等因選擇性氧化與使用前相比明顯減少致使出現負偏差。實踐結果表明，普通的K型熱電偶，即使采用美國霍金斯(Hoskins)生產的偶絲，在滲碳爐中使用，其壽命也很短，偏差也很大，仍不適用。
3)改善方法
a、采用剛玉或陶瓷保護管，可使壽命延長50～60日，但陶瓷材料質脆易碎，應用受到限制;
b、采用復合管型實體熱電偶。若克服陶瓷材料的弊端，只有采用金屬或合金管，原來選用不銹鋼管，使用溫度一般不能超過871℃，而工藝溫度為930℃，顯然是不適宜的。自采用復合管型實體熱電偶(K型)至今，成效顯著，用戶很滿意。
③復合管型實體熱電偶
1)復合管型實體熱電偶的結構
該種熱電偶由奧氏體耐熱合金鋼保護管、高性能熱電偶、填充劑等構成實體結構，因而是不可拆卸的。
2)復合管型實體熱電偶的特性
a、熱電性能穩定
該種實體熱電偶同裝配式熱電偶相比，在高溫下難以氧化，提高了熱電偶的耐熱性，又因為采用了高溫粘結劑密閉端頭，防止空氣對流及腐蝕性氣體侵入，使熱電偶的熱電性能更加穩定可靠。
b、響應速度快
裝配式熱電偶在兩層保護管間是空氣，空氣的熱傳導性能差，但復合管型實體熱電偶采用固體材料作填充劑形成實體結構，熱傳導性能比空氣高幾個數量級，因此，傳感器的響應特性及控制特性都將得到改善，可以獲得較好的控制效果。
c、耐溫高、使用壽命長
該種熱電偶的最大特點在于耐溫高、壽命長。由于采用耐熱鋼作保護管及高性能熱電偶，在相同條件下，將提高熱電偶的耐熱性、延長使用壽命。
d、耐壓防爆、安全可靠
由于熱電偶是實體結構，因此耐壓、防爆，并能保證高溫高壓氣體不泄漏。
3)復合管型特種實體熱電偶的應用
在滲碳爐內陸續安裝10支實體熱電偶。為了能得到正確結論，在此期間，有意增加對實體熱電偶的現場校驗次數，并縮短熱電偶的檢定周期，計量處的檢定結果如表所示
表2 實體熱電偶檢定結果(℃)
注1：5#熱電偶是因電爐出事故被燒毀的。
由表2可以看出，除5#熱電偶因意外事故損壞，1#、3#運行15個月后超差報廢外，其余7支實體熱電偶運行情況一直良好。由于采用實體化技術，使用后的熱電偶，其偏差有正也有負，說明該技術可以阻止正極中鉻的選擇性氧化，因而，延長了使用壽命，平均使用壽命達20個月，用戶很滿意。最近，在長春一汽、湖北二汽等公司使用反饋也很好，使用4個月后，熱電偶仍符合I級精度。
2、經濟效益與社會效益
復合管實體熱點價格為國產普通熱電偶(K型)15倍，普通熱電偶(K型)在滲碳爐中的平均壽命為1周，實體熱電偶在滲碳爐中的平均壽命為12～20個月，使用過程中的經濟賬大家都能算明白。
3、積極推廣實體熱電偶
由于實體熱電偶使用壽命長，不但提高了測溫系統的可靠性，是提高產品質量、產量，安全生產，消除質量事故的必要保證。而且極大地減少了熱電偶的更換效率及檢定次數，改善了工人的勞動條件，減輕了勞動強度。具有顯著的經濟效益和社會效益，是一種值得推廣的新型熱電偶。
4、結語
為了解決進口滲碳爐中溫度傳感器國產化問題，復合管型特種實體熱電偶在瓦房店軸承廠等應用取得良好效果，其使用壽命提高50倍，獲得用戶好評。多年來的實踐表明，復合管型特種實體熱電偶不僅可以替代進口滲碳爐內的溫度傳感器，節約費用，還可以進入國際市場推廣。
