موفقیت بازپخت یک ترموکوپل فلزی گرانبها نیازمند یک فرآیند آزمایش سیستماتیک برای تأیید خواص ترموالکتریک، وضعیت فیزیکی و پایداری ساختاری آن است. بر اساس روش تأیید ملی JJG75-2022 و رویه بینالمللی، بازپخت موفقیتآمیز بر اساس چهار مورد آزمایش اصلی تعیین میشود که هیچ یک از آنها قابل حذف نیستند.
I. Visual Inspection: شرایط سطح اولین خط دفاعی است.
ظاهر ترموکوپل آنیل شده به طور مستقیم نشان می دهد که آیا فرآیند مطابقت دارد یا خیر. عدم وجود عیوب قابل مشاهده پیش نیاز پذیرش است.
ویژگی های قابل قبول: سطح الکترود دارای درخشندگی فلزی یکنواخت، عاری از تیرگی، لکه های خاکستری یا لکه های اکسیداسیون است.
بدون ترک، خمش، آثار ذوب، یا درشت شدن موضعی.
لوله سرامیکی عایق عاری از ترک، آلودگی و تغییر رنگ است.
سیگنال های خرابی:
سیاه شدن موضعی یا ظاهر خالدار روی سطح ← دمای بازپخت ناهموار یا عملیات حرارتی ناکافی.
رسوبات پودری سفید ظاهر می شوند ← باقی مانده یا آلودگی پاک کننده بوراکس.**
قطرات فلزی یا تغییر رنگ در دیواره داخلی لوله محافظ ← دمای بیش از حد یا اتمسفر کنترل نشده.** حتی اگر سایر شاخص ها واجد شرایط باشند، محصولات با ظاهر غیرعادی باید دوباره کار یا از بین بروند تا از خرابی های پنهان جلوگیری شود.
II. تست مقاومت عایق: یکپارچگی عایق الکتریکی را تایید می کند.
برای تشخیص وجود یک مسیر رسانا بین ترموالکترود و لوله محافظ استفاده می شود که از نشت سیگنال جلوگیری می کند.
شرایط آزمون:
ولتاژ DC: 500 ولت
دمای محیط: 15 ~ 35 درجه، رطوبت کمتر یا مساوی 80٪
زمان پایداری: بیشتر یا مساوی 1 دقیقه
معیارهای پذیرش:
مقاومت عایق بیشتر یا مساوی 100 MΩ
< 100 MΩ → Presence of moisture, oil, impurities, or insulation layer damage
اهمیت مهندسی: عایق ضعیف می تواند منجر به رانش اندازه گیری و افزایش نویز، به ویژه در محیط های مرطوب یا خورنده شود.
III. تست پتانسیل غیر یکنواخت: معیار اصلی برای بازپخت موفقیت آمیز
این آزمایش به طور مستقیم یکنواختی شبکه و قوام ترکیبی ماده ترموالکتریک را منعکس می کند و یک شاخص تعیین کننده برای کامل بودن آنیل است.
روش تست: ترموکوپل را در یک کوره گرادیان دما محوری قرار دهید (به عنوان مثال، اندازه گیری انتهای 1000 درجه، انتهای مرجع 0 درجه).
پتانسیل ترموالکتریک اضافی ناشی از ناهمگنی مواد را اندازه گیری کنید.
معیارهای پذیرش:
پتانسیل ناهمگن کمتر یا مساوی 1/3 تحمل.
به عنوان مثال، با یک ترموکوپل نوع S-:
تحمل در 1000 درجه ± 60 μV → پتانسیل ناهمگن کمتر یا مساوی 20 میکروولت است.
عواقب شکست: بیش از حد تحمل نشان می دهد که بازپخت استرس کار سرد یا جداسازی ترکیبی را از بین نمی برد و منجر به رانش طولانی مدت و شکست کالیبراسیون می شود.
IV. تست تکرارپذیری: بررسی پایداری خواص ترموالکتریک.
قوام خروجی ترموکوپل را در همان دما چندین بار پس از بازپخت ارزیابی کنید و نشان دهید که آیا تنش پسماند حذف شده است یا خیر.
رویه های عملیاتی:
ترموکوپل را به مدت 30 دقیقه در یک کوره با دمای ثابت (مثلاً 1000 درجه) قرار دهید تا تثبیت شود.
پتانسیل ترموالکتریک را سه بار متوالی با فاصله بیشتر یا مساوی 5 دقیقه اندازه گیری کنید.
محاسبه محدوده: حداکثر مقدار - حداقل مقدار.
معیارهای پذیرش:
محدوده سه قرائت کمتر یا مساوی تحمل ترموکوپل.
به عنوان مثال: ترموکوپل نوع S- با تحمل ±1.5 درجه در 1000 درجه (≈±15 μV) → محدوده کمتر یا مساوی 15 میکروولت.
تفاوت با ثبات:
تکرارپذیری: نوسانات خروجی{0}}کوتاه مدت (دقیقه-) → بازتاب آزاد شدن تنش مکانیکی.
پایداری: رانش پتانسیل ترموالکتریک بلند مدت-(ماهانه/سالانه) → منعکس کننده پیری مواد است.
تکرارپذیری عبور نشان می دهد که بازپخت به طور موثری فشار الاستیک داخل ترموکوپل را از بین می برد.
V. روشهای تأیید تکمیلی (کاربردهای مهندسی پیشرفته)
در آزمایشگاهها یا تنظیمات تحقیقاتی با دقت بالا-روشهای تأیید پیشرفته زیر را میتوان استفاده کرد:
تست نرخ رانش پتانسیل ترموالکتریک: پتانسیل ترموالکتریک را در 1000 درجه قبل و بعد از بازپخت اندازه گیری کنید. تفاوت بین دو اندازه گیری باید کمتر یا مساوی 5 میکروولت (نوع S) باشد.
مشاهدات میکروسکوپی متالوگرافیک: پس از بازپخت، دانهها باید هم محور و{0}}دانه ریز شوند، بدون ازدیاد طول یا نوار (شکل زیر را ببینید).
روش مقایسه کالیبراسیون: پس از بازپخت، نمونه را برای آزمایش ارسال کنید و آن را با یک استاندارد مقایسه کنید. خطای نشانگر باید بهتر از سطح اصلی باشد.
