Fil thermocouple BP5 en tungstène et rhénium

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L'aphorisme bien connu "tout s'apprend par comparaison" illustre bien les qualités des alliages tels que le BP5 et le BP20.

Résistance à la chaleur du BP5 et du BP20

Les caractéristiques des alliages définissent le tungstène et le rhénium. Le tungstène est l'un des métaux les plus réfractaires, les plus lourds et les plus durs. Il fond à 3410 °C et bout à la même température que la surface du soleil : 6690 °C. Les alliages de tungstène sont les plus durs et les plus réfractaires. Le tungstène est inférieur au rhénium, dont le point de fusion est de 3170 °C et le point d'ébullition de 5870 °C. La résistance à la chaleur du rhénium laisse les autres métaux loin derrière, avec une grande solidité et une résistance à la corrosion.

Caractéristiques des alliages

L'alliage du tungstène avec 5 % de rhénium améliore la ductilité et augmente la température de recristallisation de l'alliage, ce qui est particulièrement important lorsqu'il est utilisé comme électrode positive d'un thermocouple. L'utilisation de l'alliage comme électrode négative d'un thermocouple pour obtenir une force thermoélectromotrice maximale nécessite une teneur en rhénium allant jusqu'à 35 %, mais pas plus. Sinon, à 1100 °C, l'alliage perd son homogénéité et la force thermoélectromotrice est nettement faussée. Dans la métallurgie nationale, l'additif rhénium ne dépasse pas 20 %, ce qui permet d'utiliser des thermocouples en tungstène-rhénium à des t° allant jusqu'à 2500 °C.

Résistance

L'alliage tungstène-rhénium résiste à l'hélium, à l'argon, à l'azote sec et à l'hydrogène. L'alliage avec des additifs silico-alcalins peut augmenter la stabilité de l'alliage à des températures allant jusqu'à 2000 °C d'un facteur de 2 à 3. Les jauges BP5/20 peuvent fonctionner dans des conditions de vide. Pour de meilleures performances sous vide à 1800 °C et plus, il convient d'utiliser des électrodes de plus grand diamètre. Le BP5/20 est largement utilisé comme thermocouple différentiel - il peut être constitué de deux thermocouples égaux, généralement connectés l'un à l'autre. Ces thermocouples sont capables de mesurer la différence de température entre deux jonctions différentes : la jonction de travail et la jonction conditionnelle.

Thermo EMF

La thermofréquence nominale à 1600 °C passe à 24,59 mV à t =1500 °C et à t =1400 °C la thermofréquence nominale est de 21,97 mV.

Inconvénients des BP5 et BP20

Les inconvénients de ces alliages sont leur faible répétabilité de la FEM thermique, ce qui oblige à regrouper les thermocouples en catégories : A-1, A-2, A-3. La catégorie A-1 permet d'utiliser l'alliage à une température maximale de 2200 °C, l'utilisation des A-2 et A-3 est limitée à 1800 °C. Il est strictement interdit d'utiliser des fils provenant de lots différents, car chaque lot de fils a une valeur EMF thermique "différente". Le tungstène et le rhénium sont des métaux rares, leur coût est donc très élevé. Le prix du BP5/20 est considérablement plus élevé que celui des autres thermocouples, mais reste inférieur au coût des pyromètres optiques pour la mesure et le contrôle des températures dans des environnements industriels similaires.

Lorsque l'azote et les alliages de tungstène-rhénium interagissent dans des conditions de vide, la propreté doit être maintenue et un soin particulier doit être apporté à l'élimination des substances organiques et des poussières.

Application

Les BP5 et BP20 sont utilisés pour la fabrication de dispositifs de mesure et de transduction et de sondes thermocouples à contact pour la mesure des températures les plus élevées en métallurgie - métaux liquides. Jusqu'à 2500 °C. L'erreur de mesure est extrêmement faible (±0,01 °C), ce qui fait des TVR l'un des instruments les plus précis pour les mesures dans un environnement aussi agressif.

Tableau de gradation -thermocouple VAR-5 (VR-5)/VR-20 à t° des extrémités libres 0°C Tableau Caractéristique de conversion statique nominale VR (A)-1.

Température de l'extrémité de fonctionnement °C T.e.d.mV, pour température, °C T.e.d.mV, pour température, °C T.E.D.mV, pour la température, °C T.a.d.mV, pour la température, °C T.a.d.mV, pour la température, °C T.a.d.mV, pour la température, °C T.a.d.mV, pour la température, °C T.E.D.mV, pour la température, °C
0 10 20 30 40 50 60 70
0 0 0,121 0,246 0,373 0,504 0,637 0,772 0,910
100 1,337 1,483 1.632 1,781 1,933 2,086 2,240 2,396
200 2,871 3,032 3,193 3,355 3,518 3,682 3,847 4,012
300 4,512 4,680 4,843 5,016 5,185 5,354 5,523 5,693
400 6,203 6,373 6,543 6,714 6,834 7,065 7,225 7,396
500 7,908 8,073 8,248 8,418 8,588 8,758 8,928 9,098
600 9,605 9,774 9,943 10,111 10,280 10,448 10,615 10.783
700 11,283 11,450 11,616 11,782 11,947 12,112 12,277 12,442
800 12,933 13,096 13,259 13,422 13,584 13.746 13,907 14,068
900 14,549 14,708 14,867 15,026 15,184 15,342 15,500
1000 16,125 16,281 16,436 16,590 16,744 16,898 17,051
1100 17,659 17,810 17,960 18,110 18,260 18,409 18,557
1200 19,146 19,292 19,438 19,583 19,728 19,872 20,015
1300 20,584 20,725 20,866 21,006 21,145 21,284 21,423
1400 21,971 22,107 22,242 22,377 22,511 22,645 22,778
1500 23,306 23,436 23,566 23,696 23,825 23,953 24,081
1600 24,588 24,713 24,838 24,962 25,085 25,209 25,331
1700 25,816 25,936 26,056 26,175 26,293 26,411 26,528
1800 26,992

Données techniques de base

Température °C Facteur de puissance nominale, mV Variation des teds par rapport à la valeur nominale, µV
1600 24,59 ±102
1500 23,31 ±99
1400 21,97 ±96

Données générales

Fil de tungstène-rhée pour thermocouple électrodes de thermocouple recuites, graduées avec des propriétés nominales de conversion statique VR (A)-1 Le fil répond aux spécifications techniques JaeO.021.142 TU pour la production de thermocouples VAR-5 (VR-5)/VR-20

Recommandations pour l'application

Il n'est pas acceptable d'utiliser des thermocouples fabriqués à partir de fils de thermocouple de séries différentes, même si les caractéristiques statiques nominales des thermoélectrons sont identiques.

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icoExpérience d'utilisation des thermocouples en tungstène BP5/20 en thermométrie haute température