Thermoelementlegierungen

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Einführung

Tempsens bietet präzisionsgefertigte Legierungen für Thermoelemente, die unabhängig von der Temperatur über einen weiten Temperaturbereich eine konstante EMK-Ausgangsspannung liefern. Jeder Leiter wird unter strenger Einhaltung der Zusammensetzungstoleranzen hergestellt und bietet eine hervorragende Kalibrierstabilität für anspruchsvolle industrielle Anwendungen wie Wärmebehandlungsöfen, petrochemische Reaktoren, Kraftwerke und Tieftemperaturanwendungen.
Die Thermoelementlegierungen von Tempsens erfüllen die Spezifikationen IEC 60584 und ASTM E230 für Thermoelemente aus unedlen und hochschmelzenden Metallen. Ob Sie einen kostengünstigen Standard-Thermoelementdraht oder ein Hochtemperatur-Nickel-Molybdän-Thermoelement für Anwendungen in reduzierender Atmosphäre benötigen – Tempsens bietet das passende kalibrierte Legierungspaar als blanken Draht, auf Spulen oder in Verlängerungsausführung, um Ihre spezifischen Prozessanforderungen zu erfüllen.

Über Thermoelementlegierungen

Spezifikationen und Temperaturbereiche der Thermoelementlegierung

Typ	Dirigent (*) Chemische Zusammensetzung %					Dirigent (-) Chemische Zusammensetzung %			Temperaturbereich	Amerikanischer Standard ASTM E230/ANSI MC95.2			Europäische Norm IEC 584
Typ	Ni	Cr	Fe	Cu	Sonstiges	Cu	Ni	Sonstiges	Temperaturbereich	T/c-Bereich	Klasse 1 (0.4%)	Klasse 2 (0.75%)	T/c-Bereich	Klasse 1 (0.4%)	Klasse 2 (0.75%)
K	90	10	–	–	–	–	94	Mn+ Si+ Sonstiges	-200°C bis +1260°C	0 bis 1260°C	±2,2 °C	±1,1 °C	0 °C bis 1260 °C	±1,5 °C	±2,5 °C
N	84.4	14.2	–	–	Si 1,4	–	95.6	Si4.4	-200°C bis +1260°C	0°C bis 1260°C	±2,2 °C	±1,1 °C	0 °C bis 1260 °C	±1,5 °C	±2,5 °C
J	–	–	100	–	–	Bal	44	Mn+	-40°C bis +760°C	0°C bis 760°C	±2,2 °C	±1,1 °C	0 °C bis 760 °C	±1,5 °C	±2,5 °C
T	–	–	–	100	–	Bal	44	Mn+	-200°C bis +370°C	0°C bis 370°C	±1 °C	±0,5 °C	0 °C bis 370 °C	±0,5 °C	±1 °C
E	90	10	–	–	–	Bal	44	Mn+	-200°C bis +870°C	0°C bis 870°C	±1,7 °C	±1,1 °C	0 °C bis 870 °C	±1,5 °C	±2,5 °C

Thermoelementtypen, Materialien und Anwendungen

Thermoelementtyp	Werkstoff + & –	Temperaturbereich	Anwendung
E	Chromel und Konstantan (Ni-Cr und Cu-Ni)	-200 bis 900 °C	Inerte Medien, Oxidierende Medien
J	Eisen und Konstantan (Fe und Cu-Ni)	0 bis 750 °C	Inerte Medien, Oxidierende Medien, Reduzierende Medien Vakuum
K	Chromel und Alumel (Ni-Cr und Ni-Al)	-200 bis 1250 °C	Inerte Medien, Oxidierende Medien
N	Nicrosil und Nisil (Ni-Cr und Ni-Si)	-270 bis 1300°C	Inerte Medien, Oxidierende Medien
T	Kupfer und Konstantan (Cu und Cu-Ni)	-200 bis 350 °C	Inerte Medien, Oxidierende Medien, Reduzierende Medien Vakuum

Temperaturgrenzen von Thermoelementen in Abhängigkeit vom Drahtdurchmesser

Typ des Thermoelements	Durchmesser
Typ des Thermoelements	3.25 mm	1,63 mm	0,81 mm	0,51 mm	0,33 mm	0,25 mm
K	1260°C	1090°C	980°C	870°C	870°C	760°C
N	760°C	590°C	480°C	370°C	370°C	320°C
J	1260°C	1090°C	980°C	870°C	870°C	760°C
T	350 °C	350 °C	260°C	200°C	200°C	150°C
E	870°C	650°C	540°C	430°C	430°C	370°C

Eigenschaften von Thermoelementen

Die EMK-Ausgangsleistung kann sich mit der Temperatur ändern; sie wird mit dem Seebeck-Koeffizienten gemessen.
Legierungen für Thermoelemente des Typs E bieten die besten (wenn auch immer noch schwer zu bestimmenden) Seebeck-Koeffizienten unter den Basismetallen.
Chromel-Alumel (Typ K) zeigt ein lineares Ansprechverhalten und ist in verschiedenen Branchen einsetzbar.
Legierungen vom Typ N weisen oberhalb von 300°C eine bessere Performance auf als Legierungen vom Typ K (geringere Drift), was auf das Vorhandensein geordneter intermetallischer Phasen zurückzuführen ist.
Der spezifische Widerstand von Konstantan ist sehr stabil, was unter anderem ein Grund für seine Beliebtheit bei verschiedenen Thermoelementtypen ist.
Platinlegierungen oxidieren so gut wie nie und weisen eine sehr stabile Langzeit-EMK auf.
Wolfram-Rhenium-Legierungen sind sehr spröde, haben aber bei Temperaturen über 1800°C keine Konkurrenz.
Alle Thermoelementlegierungen müssen einheitlich sein, um das Auftreten unerwünschter EMK entlang der Leiterkabel zu vermeiden.
Die anfängliche Kalibrierung der Thermoelemente und die Langzeitdriftcharakteristik werden von den Bedingungen beeinflusst, unter denen der Kaltverformungs- und Glühprozess stattfindet.
Die Kontrolle der Legierungszusammensetzung gemäß den IEC-Vorgaben für die Produktion erfolgt durch Tempsens.

Verfügbare Formen, Größen und Qualitätssicherung

i) Verfügbare Formulare – Draht, Stange und Stab in oxidierter, säuregebeizter und glänzender Oberfläche

ii) Verfügbare Durchmesser

Standardbereich: 0,20 mm bis 3,25 mm
Kundenspezifische Durchmesser sind auf Anfrage für OEM-Anforderungen erhältlich.

iii) Qualitätsprüfung und -analyseJede Spule und jede Wicklung wird einer ordnungsgemäßen Prüfung unterzogen, und es werden Prüfzertifikate für Folgendes ausgestellt:

Kalibrierungstest
Belastungstest
Torsionsprüfung
Biegetest
Härteprüfung
Zugfestigkeitsprüfung
Verlängerung
Elektrischer Widerstand (Schleifenwiderstand)
Positiver Materialidentifizierungstest (PMI)
Beschleunigter Lebensdauertest

Häufig gestellte Fragen

Hier finden Sie Antworten auf häufig gestellte Fragen zu Thermoelementlegierungen.

Ein Thermoelement vom Typ C besitzt einen positiven Schenkel aus Wolfram mit 5%-Rhenium und einen negativen Schenkel aus Wolfram mit 26%-Rhenium. Beide Schenkel eignen sich für den Einsatz im Vakuum oder in inerter Atmosphäre und sind bis zu einer Temperatur von 2315 °C einsetzbar.

Der positive Schenkel eines Thermoelements vom Typ K besteht aus Chromel (Nickel 90% und Chrom 10%). Der negative Schenkel besteht aus Alumel (etwa Nickel 95% mit Aluminium, Mangan und Silizium) und kann im Temperaturbereich von -200 °C bis +1260 °C eingesetzt werden.