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Thermoelemente

Darf ich die Thermopaare Typ U und L nach DIN 43710 durch die Thermopaare Typ T und J nach DIN IEC 60584 ersetzen?

Nein, denn Thermopaar Typ T und J haben eine andere Thermospannungskennlinie, dies würde zu einem Messfehler führen. Thermopaar Typ U und L dürfen nur noch als Ersatzlieferung bei Altanlagen geliefert werden, bei Errichtung neuer Anlagen sind diese nicht mehr zulässig.

Wie dick ist die Wandstärke einer MI-Leitung?

Die meisten Hersteller geben hierfür eine Mindestwandstärke an, die 10% des Außendurchmessers der MI-Leitung entspricht.

Was sind mineralisolierte (MI) Leitungen?

Mineralisolierte Leitungen für Widerstandsthermometer bestehen aus einer oder mehreren Kupferleitern, die in hoch verdichtetes Magnesiumoxid eingebettet sind und von einem Mantelrohr aus z. B. Edelstahl 1.4571 umhüllt werden. Für Thermoelemente werden anstelle von Kupferleitungen die zum Thermoelementtyp passenden Thermoleitungen verwendet. Der gebräuchlichste Standard-Mantelwerkstoff bei Thermoelementen ist Inconel 2.4816.

Wie hoch sind die Ansprechzeiten von verschiedenen Messeinsätzen?

Die Messung der Ansprechzeit erfolgt in fließendem Wasser nach DIN EN 60751 Pkt. 4.3.3 und VDI/VDE 3522

v=0,4m/s T anfang=ca. 20 °C T ende=ca. 30 °C
6mm 1xTyp K, isoliert: T50= 4,0 sek. T90=11,0 sek.
6mm 1xTyp K, nicht isoliert: T50= 1,0 sek. T90=2,7 sek.
6mm 1xPt100, Dünnfilm Sensor: T50= 8,5 sek. T90=20,5 sek.
6mm 1xPt100, Keramik Sensor: T50= 7,0 sek. T90=19,0 sek.

Was bedeuten die Angaben der Temperaturklassen?

Die Zündtemperatur ist die niedrigste Temperatur, bei der sich ein zündfähiges Gasgemisch an einer Flamme, heißen Oberfläche oder anderweitig erzeugten Funken entzünden kann. Gase und Dämpfe werden in Klassen eingeteilt, in denen die Temperatur der Oberfläche stets kleiner sein muss als die des Gemisches (T1 > 450 °C, T2 > 300 °C, T3 > 200 °C, T4 > 135 °C, T5 > 100 °C, T6 > 85 °C).

Was ist die Bedeutung von Zonen im Explosionsschutz?

Gase:
Zone 0 (Kategorie 1): permanente oder langzeitige Explosionsgefahr
Zone 1 (Kategorie 2): gefährliche Atmosphäre tritt gelegentlich auf
Zone 2 (Kategorie 3): explosionsfähige Atmosphäre tritt nur selten, und dann nur kurzzeitig auf

Stäube:
Zonen 20, 21, 22 mit analoger Bedeutung

Was bedeutet „Interkristalline Korrosion"?

Die IK (Interkristalline Korrosion) ist eine Form der Korrosion, die in den meisten Legierungen bei entsprechenden Bedingungen auftreten kann. Sie wird auch „Kornzerfall“ oder „Chromverarmung" genannt. Die Korrosion erfolgt dabei entlang der Korngrenzen. Bei mit Chrom legierten Stählen verbindet sich das im Werkstoff enthaltene Chrom beim Erwärmen (etwa beim Schweißen) mit dem Kohlenstoff zu Chromcarbid. Dadurch steht das Chrom nicht mehr zum Korrosionsschutz (Bildung einer Passivschicht) im erwärmten Bereich zur Verfügung. Dies tritt besonders bei kohlenstoffreicheren Stählen auf. Bei korrosionsbeständigen Stählen wie z. B. 1.4571 (AISI 316Ti) wirkt die Bindung des Kohlenstoffs durch Niob oder Titan zu Niob- oder Titancarbid (stabilisierte Stähle) oder die Absenkung des Kohlenstoffgehalts z. B. 1.4404 (AISI 316L) der IK entgegen: Diese Maßnahmen verhindern die schädliche Reduzierung des Chromgehalts entlang der Korngrenzen.

Was ist Grünfäule?

Thermoelemente altern und verändern ihre Temperatur-Thermospannungskennlinie.
Beim Thermoelement Typ K können bei hohen Temperaturen erhebliche Veränderungen der Thermospannung durch Chromverarmung im NiCr-Schenkel auftreten, was eine sinkende Thermospannung zur Folge hat.
Bei Sauerstoffmangel wird dieser Effekt noch beschleunigt, weil sich keine vollständigen Oxydhäute auf der Oberfläche des Thermoelementes ausbilden können, die einer weiteren Oxydation entgegenwirken. Es oxydiert das Chrom, nicht jedoch das Nickel. Dadurch entsteht die sogenannte "Grünfäule", die das Thermoelement zerstört.
Bei schnellem Abkühlen von NiCr-Ni-Thermoelementen, die oberhalb 700 °C betrieben wurden, kommt es während der Abkühlung zum Einfrieren bestimmter Zustände im Kristallgefüge (Nahordnung), was bei Typ-K-Elementen eine Thermospannungsänderung bis zu 0,8 mV zur Folge haben kann (K-Effekt).

Welches ist der erlaubte Mindestbiegeradius einer MI-Leitung?

Die VDI/VDE 3511 Blatt 2 empfiehlt hier einen Krümmungsradius R von ≥ 5 x D (D=Außendurchmesser der MI-Leitung), manche MI-Leitungshersteller geben abweichend sogar ≥ 3 x D als Mindestbiegeradius an.

Was ist Thermospannung (oder Seebeck-Effekt)?

Der nach Thomas Johann Seebeck genannte Effekt beschreibt die Tatsache, dass bei zwei an einer Seite verbundenen unterschiedlichen metallischen Leitern eine elektrische Spannung entsteht, wenn an dem „Thermoelement“ ein Temperaturunterschied zwischen dem verbundenen und dem offenen Ende herrscht.

Was sollte man beim Einbau von Hochtemperaturfühlern mit keramischem Schutzrohr beachten?

Einbau und Demontage sollten langsam und schrittweise erfolgen, um zu verhindern, dass das keramische Schutzrohr durch innere Wärmespannungen zerstört wird. Diese müssen entweder vorgewärmt oder langsam eingeschoben werden, z. B.  1 ... 2 cm/min für Temperaturen bis 1.600 °C und 10 ... 20 cm/min bei 1.200 °C.