Tavlama, değerli metal termokuplların sıcaklık ölçüm doğruluğunu ve{0}uzun vadeli stabilitesini sağlamada çok önemli bir adımdır. Öncelikle soğuk işleme veya yüksek sıcaklıkta-kullanım sonrasında oluşan iç gerilimleri ortadan kaldırır, metalografik yapıyı iyileştirir, yüzey yabancı maddelerini uçucu hale getirir ve alaşım bileşimini homojenleştirir. Uygun tavlama, termokuplun ömrünü önemli ölçüde uzatır; özellikle S tipi (platin-rodyum 10-platin), R tipi (platin-rodyum 13-platin) ve B tipi (platin-rodyum 30-platin-rodyum 6) değerli metal termokupllar için uygundur.
I. Tavlamadan önce-ön işlem: Temizleme
Tavlamadan önce, termokupl elektrotları organik maddeleri, oksitleri ve kirletici maddeleri uzaklaştırmak için iyice temizlenmelidir:
Asitle Temizleme
Termokupl elektrotlarını yaklaşık 80 mm çapında bir daire şeklinde sarın ve bunları 1 saat boyunca %30-%50 seyreltik hidroklorik asit veya seyreltik nitrik asit içine daldırın. Gerekirse 15 dakika kaynatın (yalnızca hidroklorik asit).
Asitle dekapajdan sonra, tüm asit kalıntıları tamamen giderilene kadar damıtılmış suyla tekrar tekrar durulayın.
**Sodyum Tetraborat (veya Boraks) Temizleme**
Termoelektrodu yaklaşık 30 derecelik bir açıyla bir desteğe asın ve 1100-1150 dereceye kadar ısıtın.
Termoelektrotun referans ucunu bir sodyum tetraborat bloğuyla temas ettirin, eritin ve elektrottan aşağı akmasına izin verin. Yüzey metalik bir parlaklık sergileyene kadar bu işlemi birkaç kez tekrarlayın.
Temizledikten sonra termoelektrodu tekrar damıtılmış suya batırın ve kalan camsı maddeleri tamamen çözene kadar kaynatın.
II. Ana Tavlama Yöntemleri
1. Elektrik Tavlama (Yerinde-veya ön işleme uygun)
İşletim Adımları:
Temizlenmiş termoelektrodu, susuz alkole batırılmış yağdan arındırılmış pamukla düzeltin ve stresi azaltmak için iki elektrot arasında yaklaşık 30 derecelik bir açıyı koruyarak özel bir desteğe (Şekil 1'de gösterildiği gibi) asın.
Termoelektrodu belirtilen sıcaklığa ısıtmak için akımı yavaşça ayarlayın ve belirli bir süre bu sıcaklıkta tutun (aşağıdaki tabloya bakın).
Tuttuktan sonra, hızlı soğumayı ve yeni gerilim oluşumunu önlemek için akımı yavaşça sıfıra düşürün.
Tipik Tavlama Parametreleri (0,5 mm çaplı termokupl):
|
Termokupl Tipi |
Tavlama Sıcaklığı |
Tutma Süresi |
Güncel (Yaklaşık) |
|
S Tipi (Platin-Rodyum 10-Platin) |
1100 derece |
1 saat |
10.5A |
|
R Tipi (Platin-Rodyum 13-Platin) |
1100 derece |
1 saat |
10.5A |
|
B Tipi (Platin-Rodyum 30-Platin-Rodyum 6) |
1250 derece |
1 saat |
11A |
Not: Sıcaklık, akımı ayarlayarak kontrol edilebilir veya parlaklık sıcaklığını izlemek ve bunu emisyona dayalı olarak gerçek sıcaklığa düzeltmek için bir optik pirometre kullanılabilir (platin-rodyum alaşımı emisyonu yaklaşık 0,30~0,33'tür).
Avantajları: Basit ekipman, kolay kullanım, elektrotun uzunlamasına yönü boyunca eşit ısıtma.
Dezavantajları: Hava etkisinden kaynaklanan radyal sıcaklık eşitsizliği, metal uçuculuğu, potansiyel olarak yüzey bileşimini değiştirme.
2. Tavlama Fırını (Yüksek-hassas kalibrasyon ön işlemine uygundur)
Çalıştırma Prosedürü:
Elektrik akımıyla tavlamanın ardından ısıtma elektrodunu, kutup işaretlerine sahip temiz, yalıtkan bir seramik manşonun içine yerleştirin.
Ölçüm ucundan en az 400 mm uzaktaki bir bölümün (1100±20) derecelik tekdüze sıcaklık aralığında olmasını sağlayarak özel bir boru şeklindeki tavlama fırınına yerleştirin.
Fırını bu sıcaklıkta 2 saat tutun, ardından yavaşça oda sıcaklığına soğutun (soğutma hızının saatte 100~200 derece azalacak şekilde kontrol edilmesi önerilir).
Avantajları: Isıtma elektrodu daha düzgün bir ısıtma alır ve tüpün yerleştirilmesi sırasında ortaya çıkan mekanik gerilimi etkili bir şekilde ortadan kaldırır.
Dezavantajları: Elektrotun uzunlamasına yönü boyunca eşit olmayan sıcaklık dağılımı olabilir; Elektrik akımıyla tavlamayla birlikte kullanıldığında optimum sonuçlar elde edilir.
III. Kombine Tavlama Stratejisi: En İyi Uygulama
Optimum tavlama sonuçlarına ulaşmak için, "elektrikli tavlama ve ardından fırında tavlama" şeklinde birleşik bir yaklaşım önerilir:
İlk olarak, elektrikli tavlama yüzeydeki yabancı maddeleri giderir ve başlangıçta gerilimi azaltır;
Daha sonra, tekdüze bir sıcaklık alanı içerisinde bir tavlama fırınında nihai mikro yapı stabilizasyonu sağlanır;
Tüm süreç boyunca, kirlenmeyi önlemek amacıyla termokupllara temas etmek için demir içeren veya baz metaller içeren aletler kullanmaktan kaçının.
Uluslararası Sıcaklık Ölçeği IPTS-68'in ek düzenlemelerine göre değerli metal termokupl telleri 1100 derecenin üzerinde tamamen tavlanmalı ve montaj sonrasında elektromotor kuvvet stabil hale gelinceye kadar en az 1100 dereceye kadar tekrar ısıtılmalıdır.
IV. Önlemler
Hassas sıcaklık kontrolü çok önemlidir: Aşırı sıcaklık iri taneciklere ve kırılganlığa neden olabilir; Yetersiz sıcaklık metalografik yapının yeterli düzeyde iyileşmesini engelleyecektir.
Yavaş soğutma önemlidir: Yeni termal stresin oluşmasını önlemek için hızlı soğutma yasaktır.
Temiz ortam hayati öneme sahiptir: İkincil kirlenmeyi önlemek için çalışma ortamı tozsuz-ve yağsız-olmalıdır.
Düzenli tavlama: Tutarlı termoelektrik performans sağlamak için her kalibrasyondan önce veya uzun süreli kullanımdan sonra tavlama yapılması önerilir.
