Termopāra novecošanas mehānisms un kalpošanas laika prognozēšana augstā{0}}temperatūras režīmā
Ilgstoša-darba augsta-temperatūra ir galvenais faktors, kas izraisa termopāra veiktspējas pavājināšanos un atteici. Atšķirībā no pēkšņiem struktūras bojājumiem, termopāra novecošana ir lēns un neatgriezenisks fizikālu un ķīmisku izmaiņu process, kurā pakāpeniski samazinās temperatūras mērījumu precizitāte un stabilitāte. Lielākā daļa uzņēmumu termopāri nomaina tikai pēc pilnīgas kļūmes, kā rezultātā ilgstoši-pastāv neprecīzi temperatūras kontroles stāvokļi un nestabila produkta kvalitāte. Termopāru augstās temperatūras novecošanas mehānisma-apgūšana un zinātniskās kalpošanas laika prognozēšanas metodes palīdz veikt paredzamo apkopi, jau iepriekš novērst slēptos kvalitātes riskus un nodrošināt apkures sistēmu ilgtermiņā stabilu darbību.
Parasto metālu termopāru, piemēram, K un J tipa, galvenais augstas temperatūras novecošanas mehānisms ir sakausējuma elementu oksidēšana un difūzija. Ilgstoši karsējot augstā-temperatūrā, hroma, silīcija un dzelzs elementi sakausējuma stieplēs tiek pakļauti nepārtrauktai augstas-temperatūras oksidācijas reakcijai, veidojot oksīda slāņus uz stieples virsmas. Oksīda slānis maina sakausējuma sākotnējo termoelektrisko koeficientu, kā rezultātā pakāpeniski samazinās termoelektriskā potenciāla jauda un temperatūras mērījumu datu negatīva novirze. Augsta -temperatūra arī paātrina sakausējuma materiālu iekšējo graudu augšanu, iznīcina vienmērīgu materiāla struktūru un vēl vairāk samazina termoelektriskās konversijas stabilitāti.
Dārgmetālu termopāriem, piemēram, S tipam un B tipam, ir dažādi novecošanas mehānismi. Platīna-rodija sakausējuma materiāliem ir ārkārtīgi spēcīga oksidācijas pretestība, un augstas temperatūras novecošana galvenokārt izpaužas kā rodija elementu difūzija un komponentu segregācija. Ilgstoša-darba ultra-augstā temperatūrā izraisa nevienmērīgu iekšējo sakausējuma komponentu sadalījumu, kā rezultātā rodas lineāras termoelektrisko signālu novirzes un lēna mērījumu precizitātes vājināšanās. Lai gan novecošanas ātrums ir daudz mazāks nekā parasto metālu termopāriem, pēc ilgstošas nepārtrauktas darbības joprojām notiks neatgriezeniska veiktspējas pasliktināšanās.
Darba vides parametri tieši ietekmē termopāra kalpošanas laiku, tostarp darba temperatūru, temperatūras svārstību diapazonu, atmosfēras vidi un vibrācijas intensitāti. Jo augstāka ir ilgtermiņa darba temperatūra, jo ātrāks ir novecošanas ātrums; bieži temperatūras paaugstināšanās un krituma cikli paātrina termiskā noguruma novecošanos; oksidatīvā un korozīvā atmosfēra pastiprina materiālu bojājumus; nepārtraukta mehāniskā vibrācija veicina struktūras atslābināšanu un veiktspējas vājināšanos. Rūpnieciskās statistikas dati liecina, ka K tipa termopāriem, kas strādā pie 1000 grādiem, ir aptuveni 8000 stundu efektīvais kalpošanas laiks, savukārt biežas temperatūras cikla vidēs kalpošanas laiks tiek saīsināts līdz mazāk nekā 3000 stundām.
Pamatojoties uz novecošanas noteikumiem, var izveidot zinātniskus kalpošanas laika prognozēšanas un agrīnās brīdināšanas mehānismus. Regulāra kalibrēšanas datu izsekošana var spriest par termopāru novecošanas pakāpi: ja mērījumu kļūda divreiz pārsniedz sākotnējo precizitātes standartu, komponenti ir nonākuši novecošanās atteices stadijā un ir savlaicīgi jānomaina. Apvienojumā ar aprīkojuma darba stundām un vides parametriem dažādu veidu termopāru nomaiņas ciklu var precīzi paredzēt, lai veiktu paredzamo apkopi.
Izprotot termopāra augstas temperatūras novecošanās
