Практическое применение платиновых термопреобразователей в стекольной промышленности.

Читать полностью

ЗАО НПК «Эталон» в течение ряда лет вела экспериментально-практические изыскания по повышению ресурса наработки высокотемпературных платиновых термопреобразователей в условиях стеклоплавильных печей.
В начале своей деятельности компания в соответствии с ТУ 4211-059-12150638-99 предлагала к поставке термопреобразователи ТПП(ТПР)/1-0679 с чехлами и двухканальными трубками из керамики марки КТВП российского производства, при этом ресурс работы в условиях стеклоплавильных печей составлял от 3 недель до 3 месяцев. Опыт эксплуатации показал, что для увеличения ресурса работы платиновых термопреобразователей необходимо увеличить защиту термоэлектродов от ряда вредных факторов, а именно:
1) от загрязнения электродов примесями, содержащимися в окружающей среде. Платина подвержена коррозионному воздействию со стороны некоторых элементов, которые носят название «платиновые яды»: мышьяк, бор, кремний, олово, фосфор, цинк, сурьма и др.;

2) от загрязнения электродов термопреобразователя металлами, восстановленными из газовой фазы при разложении окислов, из которых изготовлены изоляторы и чехлы;

3) от переноса родия, испаряющегося с платинородиевого термоэлектрода, к электроду из чистой платины;

4) от недостаточной устойчивости керамического защитного чехла к термоударам.

Анализ конструкций отечественных и зарубежных аналогов термопреобразователей показал, что первый фактор в известных отечественных аналогах устраняется увеличением толщины наружного керамического чехла, но это снижает его термопрочность и приводит к четвертому вредному фактору. Для устранения первого и четвертого факторов в зарубежных аналогах применяются два тонкостенных чехла с воздушным зазором между ними, однако зазор между ними увеличивает инерционность термопреобразователя.

Второй фактор зависит от качества материала изоляторов и чехлов, а также от технологии подготовки керамических деталей перед сборкой защитного чехла.

Третий фактор можно устранить размещением электродов в цельной двухканальной соломке по всей длине термопреобразователя, что и делается в зарубежных аналогах., при этом длина керамических трубок, производимая в России, ограничена величиной в 400 мм, что не позволяет целиком устранить данный фактор.
.После технических консультаций и взаимных посещений специалистов ЗАО НПК «Эталон» и компании Thermo-Est Messgerate GmbH (Alzenau, Германия), имеющих опыт поставок платиновых термопар на предприятия стекольной промышленности России и Прибалтийских государств. С 2003 года ЗАО НПК «Эталон» начала поставку опытных образцов благородных термопар из керамики производства Германии и после эксплуатационных испытаний с 2005 года в соответствии с ТУ 4211-059-12150638-2005 начались серийные поставки термопреобразователей ТПП(ТПР)/1-0679 на предприятия стекольной и других отраслей промышленности.

Для предприятий стекольной промышленности была принята конструкция из двух тонкостенных чехлов, при этом соломка и внутренний чехол равны длине высокотемпературной зоны, т.е. от горячего спая и до коммутационной головки.

. Чехлы и соломка применяются из керамики марки С799 по DIN EN 60672 (торговое название Alsint 99,7, производство Германия).
Состав керамики С799:
– Al2O3 – 99,7%;
– открытая пористость, объемные %, max – 0,0
– прочность на изгиб, МПа, min — 300
– модуль упругости, ГПа, min – 300
– коэффициент линейного расширения, 10-6К-1 – 7-9
– сопротивление электрическое , Омсм — 1014
– максимальная температура применения, 0С – 1700
Использование газоплотной высокоалюмооксидной керамики С799 в конструкции с двумя чехлами, а также применение внутреннего чехла и двух или четырехканальной соломки для защиты термоэлектродов по всей длине, кроме того высокие прочностные характеристики, применяемой керамики позволили снизить диаметр наружного керамического чехла до 15÷16 мм, что уменьшило воздушные зазоры, а соответственно и снизило инерционность срабатывания.

Все вышеизложенное позволяет с большой уверенностью утверждать, что были созданы и предлагаются к реализации термопреобразователи полностью отвечающие требованиям ГОСТ и международным стандартам.
На базе описанной конструкции термопары, используя тот же материал и габариты керамических чехлов и применяя высопрочную жаростойкую керамическую замазку собственного изготовления и платиновый наконечник с оптимальной наименьшей толщиной его стенки, применяемого для армирования погружной части внутреннего чехла позволили предложить к серийной поставке термопреобразователи однозонный ТПП9ТПР)/1-0679П и многозонный ТПП(ТПР)/1-00679МП для питательных устройств отбора стекла с хорошими эксплуатационными характеристиками и ценой по сравнению с зарубежными аналогами в 1,5÷2 раза ниже.

Термопреобразователи производства ЗАО НПК «Эталон» успешно прошли эксплуатационные испытания и серийно поставляются с 2005 года на 60 предприятий стекольной промышленности России и стран СНГ, например, ОАО завод «Экран» (г. Новосибирск), ОАО «Ситалл» (г. Рославль Смоленской обл.), ОАО «Салаватстекло» и ОАО «Туймазыстекло» (Башкортостан), ОАО «Опытный стекольный завод» и ООО «Красное эхо» (Владимирская обл.), ЗАО «Камышинский стеклотарный завод» (Волгоградская обл.), Фирма «Русджам» (шесть предприятий турецкого производителя стеклотары Anadolu Cam), АО «Стекольная компания «САФ» (г. Алматы, Казахстан), АО «Ветропак» Гостомельский стеклозавод (Украина), IM «Сristal-Flor» (Молдавия) и т.д.

В соответствии с технологическими условиями эксплуатации на различных предприятиях срок наработки термопреобразователей составляет от 1 года до 4 лет.

Так же ЗАО НПК «Эталон» поставляет серийно высокотемпературные благородные платиновые и платинородиевые термопары на базе импортной керамики на другие промышленные предприятия России и стран СНГ.

Главный технолог ЗАО НПК «Эталон»
С.П. Потехин
Ведущий менеджер
В.Ф. Зыков