Pse tubat mbrojtës të termokuplave dështojnë herët ose devijojnë në furrat me qelq

Pse tubat mbrojtës të termokuplave dështojnë herët ose devijojnë në furrat me qelq

Pas dymbëdhjetë vjetësh mbështetjeje të operacioneve të shkrirjes së xhamit, një problem i përsëritur është se leximet e termokuples devijojnë gradualisht ose tubi mbrojtës dështon shumë përpara fushatës së planifikuar. Temperatura e furrës është e qëndrueshme dhe elementi i termokuples është tipi i duhur, megjithatë temperatura e treguar ndryshon me dhjetëra gradë ose tubi çarësohet ose hollohet në vijën e xhamit ose në hapësirën e djegies. Faktorët themelorë janë shkalla e korrozionit nga avujt alkalinë ose qelqi i shkrirë dhe përçueshmëria termike e materialit të tubit, të cilët së bashku përcaktojnë si jetëgjatësinë ashtu edhe vonesën në përgjigjen e temperaturës.

Tubat e aluminasë (zakonisht 99 % Al₂O₃) rezistojnë mjaft mirë ndaj sulmit nga qelqi i shkrirë dhe avujt alkalë për shkak të stabilitetit të tyre kimik, por kanë përçueshmëri termike të moderuar (rreth 25–30 W/m·K) dhe rezistencë të kufizuar ndaj goditjes termike. Tubat prej karbidi silikoni, veçanërisht ato të sinteruara ose të rikristalizuara, ofrojnë përçueshmëri termike më të lartë (shpesh 30–50 W/m·K ose më shumë) dhe rezistencë më të mirë ndaj goditjeve termike, gjë që redukton vonesën e përgjigjes, por disa lloje mund të pësojnë oksidim në sipërfaqe ose reaksione në atmosfera fort alkaline. Korrozioni ndodh përmes reaksionit të oksideve alkaline me sipërfaqen e tubit, duke formuar një shtresë me pikë të ulët të shkrirjes që shpërbëhet ngadalë ose shkëputet. Në pozicionet e zhytjes sulmi është më i shpejtë; në kurorë ose në superstrukturë sulmi nxitet nga kondensimi i avullit. Zbehja e murit rrit rrezikun e dështimit mekanik, ndërsa një mur i trashë ose me conductivitet të ulët rrit konstantën e kohës së matjes.

Në një furrë me enë qelqi që funksionon në 1450–1500 °C, dy tuba mbrojtës me fund të mbyllur u instaluan krah për krah në kurorë për 90 ditë. Tuba alumina (muri origjinal 6 mm) tregoi një hollim mesatar prej 1.2 mm në zonën më të nxehtë dhe një konstantë kohe të matur prej rreth 45 sekondash kur u ndryshua ngarkesa e djegësit. Tubi i karbidi i silicit i sinteruar (muri origjinal 5 mm) tregoi hollim prej 0.7 mm në të njëjtat kushte dhe një konstantë kohe prej rreth 28 sekondash. Nuk u shfaqën çarje përmes në asnjë nga tubat. Pas heqjes, sipërfaqja e aluminasë kishte një shtresë të hollë reaksioni që përmbante natrium dhe kalium; sipërfaqja e karbidi i silikonit kishte një shtresë të hollë silike me depërtim të kufizuar të alkalive. Matjet e temperaturës nga tubi i karbidi i silikonit ndjekin më ngushtë ndryshimet e procesit, ndërsa tubi i aluminasë vonohej mjaftueshëm për të kërkuar një zonë të vdekur më të madhe kontrolli.

Zgjedhja e tubit, për rrjedhojë, balancon rezistencën ndaj korrozionit me konduktivitetin termik dhe trashësinë e murit për vendndodhjen specifike. Për kontrollin e korrozionit të furrës me xham në tubin mbrojtës të termokuplës, variablat praktike janë pastërtia e materialit, dendësia dhe ekspozimi ndaj avullit alkal kundrejt kontaktit të drejtpërdrejtë me xhamin. Performanca e xhamit të mbështjellësit të termokuplës me alumina kundrejt asaj me SiC konfirmohet duke matur humbjen e trashësisë së murit dhe kohën e përgjigjes nën të njëjtat kushte të furrës, në vend që të bazohet vetëm në të dhënat laboratorike të korrozionit. Jetëgjatësia e tubit të termocuples për xham të shkrirë zgjatet kur materiali i reziston si sulmit kimik ashtu edhe goditjes termike në temperaturën e funksionimit. Kur leximet devijojnë ose tubat dështojnë herët, dëshmia konfirmuese janë matjet e trashësisë së murit dhe vonesa e vërejtur gjatë një ndryshimi të njohur të temperaturës. Zgjedhja e një tubi me përçueshmëri më të lartë dhe rezistencë të mjaftueshme ndaj korrozionit, siç tregohet nga reduktimi i hollimit nga 1.2 mm në 0.7 mm dhe i konstantës së kohës nga 45 s në 28 s në krahasimin e kurorës, përmirëson si përgjigjen e matjes ashtu edhe jetëgjatësinë në shërbimin e furrës së xhamit.