Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Защитные гильзы термопар делают из коррозионно-стойких, жаростойких и жаропрочных сталей, а для высоких температур и агрессивных сред — из керамики (корунд, карбид кремния). Отвечая на вопрос, из какого материала делают защитные гильзы термопар, материал подбирают по температуре среды, её химической агрессивности и механическим нагрузкам на погружаемую часть.
Гильза (защитная арматура, защитный чехол) изолирует термоэлектроды от прямого контакта со средой, продлевая срок службы термопары и позволяя менять датчик без остановки процесса. Ниже разобрано, из чего делают гильзы термопар: группы сталей и их предельные температуры, керамические материалы, а также правила выбора по среде и температуре. Терминология и марки приведены по действующим стандартам.
Защитная гильза термопары (защитная арматура, защитный чехол) — это трубчатая оболочка, которая отделяет чувствительный элемент и термоэлектроды от измеряемой среды. Согласно ГОСТ 6616-94, погружаемая часть термопреобразователя доходит до рабочего конца защитной арматуры, и именно этот конец воспринимает температуру среды. Материал гильзы определяет, при какой температуре и в какой среде датчик сможет работать без разрушения.
Защитная гильза принимает на себя тепловое, химическое и механическое воздействие среды; поэтому её материал выбирают по трём факторам сразу: температуре, химической агрессивности и механическим нагрузкам.
Материалы защитных гильз делят на две большие группы: металлические (стали и сплавы) и керамические. Металлические стали, из которых выполняют защитную арматуру термопреобразователей, — это коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные марки по ГОСТ 5632-2014; для наиболее высоких температур и агрессивных сред применяют керамику.
Классификацию и марки этих сталей устанавливает ГОСТ 5632-2014. Граница в 550 °C, выше которой требуется именно жаростойкая (окалиностойкая) сталь, — это определение стандарта: обычная сталь при нагреве интенсивно окисляется и теряет прочность.
Наиболее распространённый материал металлических гильз — аустенитная нержавеющая сталь. По умолчанию защитную арматуру часто выполняют из стали 12Х18Н10Т; для более высоких температур применяют высокохромистые и высоконикелевые жаростойкие марки. Окалиностойкость растёт с содержанием хрома: при 15–17 % хрома она сохраняется примерно до 800–900 °C, при 25 % хрома — примерно до 1000 °C, а для стойкости до 1100 °C требуется около 28 % хрома.
Именно чехлы (гильзы) термопар прямо называются в справочной литературе как типичное применение окалиностойких сталей. Для сред средней агрессивности применяют, в частности, высокохромистые ферритные марки, для более высоких температур и окислительных газовых сред — высокохромоникелевые аустенитные.
Указанные температуры — ориентир для окислительной воздушной среды. В восстановительных, науглероживающих, серосодержащих и других специфических атмосферах предельная температура для той же марки может быть иной, поэтому материал согласуют с конкретной средой.
Когда температура превышает возможности сталей (ориентировочно выше 1000 °C) или среда особенно агрессивна и абразивна, применяют керамические защитные чехлы. Керамика химически инертна, сохраняет прочность и форму при высоких температурах и не образует окалины.
Корунд применяют для защиты термопар в промышленных печах при самых высоких температурах; карбидокремниевые чехлы ценят за высокую теплопроводность (меньшую тепловую инерцию), стойкость к абразивным средам и расплавам цветных металлов. Керамические чехлы бывают газоплотными и пористыми — выбор зависит от условий эксплуатации.
Керамика превосходит сталь по теплостойкости и химической инертности, но уступает ей по ударной прочности: керамический чехол более хрупок и требует защиты от механических ударов и резких термоударов.
Материал гильзы подбирают последовательно — по температуре, затем по агрессивности среды и механическим условиям.
Независимо от того, стальная гильза или керамическая, к материалу защитной арматуры предъявляют общий набор требований, обеспечивающих защиту датчика и достоверность измерения.
Часть этих свойств конфликтует: высокая теплопроводность улучшает быстродействие, но материал с максимальной химической стойкостью не всегда её обеспечивает. Поэтому окончательный выбор материала — компромисс под конкретную задачу измерения.
Из коррозионно-стойких, жаростойких и жаропрочных сталей по ГОСТ 5632-2014 (например, 12Х18Н10Т, 15Х25Т, 10Х23Н18), а для высоких температур и агрессивных сред — из керамики (корунд, карбид кремния). Материал выбирают по температуре и химической агрессивности среды и по механическим нагрузкам.
Гильза изолирует термоэлектроды от прямого контакта со средой, защищая их от коррозии, окисления, абразива и давления. Она продлевает срок службы термопары и позволяет заменить датчик без разгерметизации процесса.
Зависит от марки. Коррозионно-стойкая 12Х18Н10Т работает ориентировочно до 600–800 °C; высокохромистые и высокохромоникелевые жаростойкие марки (15Х25Т, 10Х23Н18, 20Х23Н18) — примерно до 1000–1100 °C. Значения приведены для окислительной воздушной среды.
Когда температура превышает возможности сталей (ориентировочно выше 1000 °C) либо среда особенно агрессивна или абразивна. Корунд применяют в печах при температурах примерно до 1600 °C, карбид кремния — до ~1350 °C, в том числе при контакте с расплавами цветных металлов.
Керамика выдерживает более высокие температуры, химически инертна и не образует окалины, но более хрупкая и хуже переносит удары и резкие термоудары. Сталь прочнее механически, но ограничена по температуре и стойкости в ряде сред.
Для агрессивных сред подбирают марку стали с соответствующей коррозионной стойкостью, применяют керамику (корунд, карбид кремния) либо защитные покрытия. Конкретный материал согласуют с составом среды, так как одна и та же марка ведёт себя по-разному в окислительной, восстановительной или серосодержащей атмосфере.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.